Mirar al cielo nocturno y ver solo una franja blanquecina de la Vía Láctea oculta hasta qué punto la mayor parte del universo permanece fuera de nuestro alcance. Una nueva generación de telescopios gigantes, liderada desde Europa y con fuerte participación española, se prepara para cambiar por completo esta situación desde el desierto de Atacama, en Chile.
Entre estos proyectos destaca el Extremely Large Telescope (ELT), considerado por muchos como el futuro telescopio óptico más grande del mundo, y el Telescopio Submilimétrico de Gran Apertura de Atacama (AtLAST), llamado a convertirse en el mayor instrumento de su tipo para explorar el universo oculto tras el polvo cósmico. Ambos comparten escenario en Atacama y una clara impronta europea.
Un coloso en construcción: el Extremely Large Telescope
En pleno desierto de Atacama avanza la construcción del Extremely Large Telescope, un observatorio de la red del European Southern Observatory (ESO) que aspira a convertirse en el gran referente mundial de la astronomía óptica e infrarroja. Su ubicación, a más de 3.000 metros de altitud y bajo una atmósfera extremadamente seca, permite aprovechar al máximo la calidad del cielo chileno.
El corazón del ELT será su espejo principal, conocido como M1, con un diámetro de 39,3 metros. Para hacerse una idea, hablamos de una superficie similar a una pequeña pista deportiva. Fabricarlo en una sola pieza sería inviable por su tamaño y peso, de modo que el diseño se ha resuelto mediante un mosaico de segmentos independientes cuidadosamente sincronizados.
Para proteger este enorme “ojo” astronómico, el telescopio se alojará bajo una cúpula de 80 metros de altura y 88 de diámetro, unas dimensiones que recuerdan a las de un campo de fútbol cubierto por una estructura metálica. En su interior se integrará una montura de unas 3.700 toneladas que soportará los cinco espejos del sistema óptico y los distintos instrumentos científicos encargados de analizar la luz recogida.
Ese diseño de múltiples espejos no es un capricho estético: permitirá corregir las distorsiones atmosféricas y concentrar la luz con una precisión que superará la capacidad de los telescopios actuales. El objetivo declarado es estudiar desde exoplanetas parecidos a la Tierra hasta las primeras galaxias que se formaron tras el Big Bang.
El espejo más preciso: 798 piezas funcionando como una sola
El gran reto técnico del ELT está en conseguir que su espejo principal, dividido en 798 piezas hexagonales, se comporte exactamente como si fuera una única superficie continua. Cada segmento tiene aproximadamente metro y medio de diámetro, solo unos cinco centímetros de grosor y un peso cercano a los 250 kilos.
La dificultad no es tanto fabricar cada pieza como lograr que todo el conjunto se mantenga perfectamente alineado. Los márgenes de error permitidos son extremos: la posición relativa entre segmentos debe controlarse con una precisión de apenas dos nanómetros, un grosor unas 10.000 veces menor que el de un cabello humano.
Para conseguirlo, el telescopio contará con casi 2.500 actuadores, pequeños dispositivos capaces de mover cada segmento de forma individual. Estos actuadores pueden corregir variaciones minúsculas de altura o inclinación, de modo que el espejo se ajuste continuamente a las necesidades de observación y a los cambios del entorno.
El sistema de control se completa con una red de alrededor de 9.000 sensores situados en los propios segmentos. Esta red sensorial permite medir en tiempo real cómo se están desplazando o deformando las piezas y enviar órdenes de corrección a los actuadores para mantener la forma ideal del espejo.
La combinación de actuadores y sensores hará posible que el M1 funcione como un único ojo gigante, capaz de producir imágenes con un nivel de detalle que dejará atrás a los telescopios actuales, incluidos muchos observatorios espaciales.
La aportación española: el sistema Local Coherencer
En este contexto de extrema precisión, un equipo de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y la empresa española IDOM ha desarrollado un instrumento clave: el Local Coherencer. Se trata de un sistema óptico pionero diseñado para verificar que cada segmento del espejo M1 está en su lugar exacto respecto a sus vecinos.
El Local Coherencer es un instrumento de metrología sin contacto, ligero, compacto y robusto, capaz de medir con un solo aparato la diferencia de posición entre un segmento y sus seis adyacentes. No solo detecta variaciones de altura, sino también pequeñas inclinaciones relativas entre las piezas, algo fundamental para que el espejo mantenga una forma perfecta.
Según el equipo que lo ha desarrollado, el concepto del sistema es totalmente innovador, hasta el punto de que permitió ganar una licitación internacional frente a otras propuestas y ha dado lugar a una patente de alcance global. El diseño se ha pensado para trabajar en las duras condiciones del observatorio chileno, donde las variaciones de temperatura y viento pueden influir en la estructura.
El trabajo de la UPC y de IDOM ha abarcado desde el diseño detallado del instrumento y la selección de componentes hasta la construcción del sistema, el desarrollo del software de procesado y las pruebas de funcionamiento. Antes de viajar definitivamente a Chile, el Local Coherencer será validado en la sede del ESO en Múnich para comprobar que responde exactamente a las especificaciones del proyecto.
Para los investigadores implicados, participar en un telescopio de estas dimensiones con una instrumentación tan crítica es especialmente estimulante. No solo por el impacto científico que tendrá el ELT, sino porque sitúa a la ingeniería española en primera línea de la gran astronomía internacional.
AtLAST: el telescopio que desvelará el universo oculto
Mientras el ELT se prepara para liderar la observación óptica e infrarroja, otro gran proyecto, también con marcada participación europea, se plantea dominar el cielo en una región muy distinta del espectro: la radiación submilimétrica. Se trata del Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope, conocido como AtLAST, que apunta a convertirse en el telescopio submilimétrico de plato único más grande del mundo.
La idea de fondo nace de una limitación bien conocida por la comunidad científica: una parte enorme del universo está escondida tras nubes de polvo que bloquean la luz visible. Aproximadamente la mitad de la luz emitida por las galaxias queda atrapada en ese polvo interestelar, de modo que los telescopios ópticos solo captan una fracción de la realidad.
En las últimas décadas, instalaciones como ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), también en Chile, han dado un salto adelante en este campo. Sin embargo, ALMA funciona como un “microscopio”: ofrece imágenes muy detalladas, pero cada observación cubre un área minúscula del cielo, miles de veces más pequeña que la superficie aparente de la Luna.
AtLAST pretende complementar ese enfoque con una perspectiva de gran angular. Gracias a su diseño, podrá mapear regiones del cielo de hasta 16 veces el tamaño aparente de la Luna en una sola observación, lo que permitirá realizar censos masivos de galaxias y nubes de gas y polvo a escalas que hoy resultan imposibles.
El proyecto AtLAST2, financiado por la Unión Europea y en fase de diseño hasta 2028, reúne a especialistas de Europa, Chile, Sudáfrica, Canadá, Taiwán, Tailandia, Nueva Zelanda, Japón y Estados Unidos. La intención es crear un instrumento de 50 metros de diámetro que, cuando entre en funcionamiento, se convierta en el mayor telescopio submilimétrico jamás construido.
Ingeniería extrema: un plato de 50 metros y 4.400 toneladas
El diseño previsto para AtLAST contempla una antena principal de 50 metros de apertura formada por paneles de aluminio y sostenida por una imponente estructura de acero. En total, el conjunto alcanzaría unas 4.400 toneladas de peso, con un espejo secundario de 12 metros de diámetro, mayor que muchos telescopios completos ya en operación.
Su ubicación prevista también se sitúa en el desierto de Atacama, cerca de las instalaciones de ALMA y a más de 5.000 metros de altitud. Esa combinación de aire seco, gran altura y baja contaminación lumínica resulta crucial para observar la radiación entre las ondas de radio y el infrarrojo, el rango submilimétrico en el que trabajará el telescopio.
Uno de los elementos más llamativos del proyecto es su planteamiento de sostenibilidad. El objetivo es que AtLAST funcione íntegramente con energías renovables, mediante un sistema híbrido de regeneración energética. En la práctica, se está ensayando una combinación de energía solar, almacenamiento en baterías y en hidruros metálicos, junto con la recuperación de energía cinética cuando el telescopio frena tras un movimiento, de forma similar a lo que ocurre en los vehículos híbridos.
La idea no es solo reducir la huella de carbono durante la operación, sino también durante la fabricación de los componentes, apostando por procesos de bajo o nulo contenido en emisiones. Dado que se trata de una infraestructura pensada para funcionar durante unas cinco décadas, el diseño incluye la posibilidad de ir actualizando los instrumentos científicos a medida que la tecnología avance.
En términos científicos, AtLAST se integrará en una nueva generación de grandes observatorios prevista para la década de 2040, en la que también se encuentra el propio Telescopio Extremadamente Grande europeo. Sin un instrumento submilimétrico de plato único de este tamaño, los astrónomos advierten que quedaría un vacío importante en nuestra capacidad para mapear el gas frío y el polvo a lo largo de todo el cielo.
Qué ciencia permitirá el telescopio más grande del mundo en su campo
Tanto el ELT como AtLAST persiguen preguntas de fondo sobre cómo se estructura y evoluciona el universo. En el caso del telescopio submilimétrico, uno de los objetivos principales es localizar el gas frío y el polvo que alimentan la formación de estrellas y galaxias, así como partes de la materia que todavía no se ha detectado de forma directa en el entorno galáctico.
Los modelos actuales indican que debería existir una gran cantidad de gas, tanto caliente como frío, alrededor de las galaxias, pero buena parte de ese material se resiste a ser visto con las técnicas tradicionales en el rango visible. AtLAST podría ayudar a desvelar dónde se encuentra realmente, rellenando lagunas importantes en la comprensión de la evolución cósmica.
Otra línea de investigación clave será el estudio de galaxias extremadamente polvorientas, que hoy aparecen difuminadas unas sobre otras en las observaciones. Con la sensibilidad y el amplio campo de visión de AtLAST, los astrónomos esperan resolver esas fuentes individuales, llegando a identificar del orden de 50 millones de galaxias en unas 1.000 horas de observación según las estimaciones iniciales.
El telescopio también permitirá observar la atmósfera del Sol en el rango submilimétrico y seguir la variabilidad de las fulguraciones solares con un detalle sin precedentes. Esta información será relevante no solo para la física solar, sino para comprender mejor cómo afectan las erupciones a la meteorología espacial y, por extensión, a los sistemas tecnológicos en la Tierra.
Por su parte, el Extremely Large Telescope, con su capacidad para recoger y analizar la luz procedente prácticamente de todo el universo, se centrará en el estudio de exoplanetas similares a la Tierra, la caracterización detallada de estrellas cercanas y lejanas, y la observación de las galaxias más distantes, situadas a más de 10.000 millones de años luz. Esto permitirá acercarse a los primeros momentos de formación de estructuras en el cosmos.
Con la combinación de ambos enfoques, óptico-infrarrojo por un lado y submilimétrico por otro, la comunidad científica europea confía en poder trazar un panorama mucho más completo de cómo se forman las estrellas, cómo evolucionan las galaxias y qué procesos físicos dominan en las regiones más escondidas del universo.
La apuesta europea y, en particular, el peso de la comunidad científica española en desarrollos como el Local Coherencer o la coordinación de partes del proyecto AtLAST muestran cómo la construcción del telescopio más grande del mundo en cada rango de observación no es solo una carrera tecnológica, sino también una forma de consolidar un ecosistema de investigación capaz de aprovechar, durante décadas, la enorme cantidad de datos que estos gigantes de Atacama pondrán sobre la mesa.
