Specchi in alluminio

L’alluminio sarebbe facile da lavorare, e condivide il suo peso specifico 2,6 col vetro. Ma il problema dell’alluminio è la dilatazione termica molto elevata rispetto a quella del vetro, anche se nel contempo sarebbe rafereddabile con maggiore efficienza del vetro.

Inoltre, Sull’argomento qualità degli specchi metallici in genere, mi viene in mente qualche lettura qua e là su libri e resoconti di fabbricazione per uso astronomico, dove vengono sottolineati due problemi che concorrono a limitare risultati qualitativi ottimali, che invece sono prerogativa degli specchi in vetro.

Un problema è dato dal fatto che gli specchi metallici, anche qualora potessero essere costituiti da un solo metallo purissimo, fisicamente possiedono comunque tutti una struttura cristallina che il vetro non presenta.
E quindi il reticolo cristallino forma degli irrigidimenti molecolari che rendono variabile incostante e imprevedibile la risposta agli abrsivi finissimo della lucidatura estrema che si deve raggiungere per arrivare ai famosi non più di 68,75 nanometri di errore picco/valle, che caratterizzano la superficie di uno specchio lambda/4 per la luce visibile, che è praticamente il livello minimo di ingresso nella definizione di “limitato dalla sola diffrazione” di uno specchio astronomico.

Un ulteriore problema che riguarda anch’esso, ed ancor più la limitazione della qualità ottica ottenibile su una superficie metallica lavorata, è che solo nel vetro avviene un processo elettrochimico (oltre che meramente meccanico di lucidatura) chiamato di “trasporto molecolare” di vetro.

In pratica, piano piano, quel processo trasforma visivamente al microscopio i bordi scheggiati dei crateri lasciati dagli abrasivi fino alla grana 800 oppure 1000, che nel corso della lucidatura si vedono divenire dapprima con bordi arrotondati, e poi diminuire di dimensione via via “tappandosi” scomparendo completamente.

Il lavoro del processo di trasporto molecolare del vetro è dovuta alla elettrochimica che agisce in contemporanea sulla pece, che blocca le particelle di ossido di Cerio (elemento chimico delle terre rare assai attivo), con la presenza dell’acqua e dei silicati che compongono il vetro, che il Cerio fa interagire attivamente fra loro.

Tant’è vero che non bisogna mai lasciare la lucidatura abbandonando l’utensile per il week end sopra lo specchio, pena la comparsa sulla superficie di vetro di iridescenze, che sono l’effetto ottico visibile di difetti di superficie che per interferenza ondulatoria cancellano o intensificano alcuni colori / lunghezze d’onda, e vanno tolti con la ripresa della lavorazione, ma che obbligano ad un aumento del carico di lavoro.

Se non sbaglio alcuni antichi resoconti costruttivi sui volumi Amateur telescope making, davano come qualità otteuta su alcuni specchi metallici come un milionesimo di pollice … (magari oggi si potrebbe tecnolgicamente fare di meglio) però quella differenza era di migliaia di nanometri rispetto ai necessari soli 68,75.

Lavorando il vetro in pratica si ha la certezza che la scomparsa di tutte le asperità possibili, è sono una questione di prolungamento nel tempo del lavoro.

Ciao Michele,
io resto comunque scettico sulla possibilità di costruirsi uno specchio in alluminio. Sono a conoscenza di diversi specchi fatti in alluminio, molti dei quali montati su satelliti, ma su telescopi ottici terrestri, credo ne esistano davvero pochi, e quelli che ci sono o sono per applicazioni particolari o sono sperimentali.
In quasi tutti i siti che ho visitato, coloro che producono e vendono specchi in alluminio, li propongono per X-ray telescopes, per applicazioni criogeniche, di interferometria, per medical imaging, per laser, IR e altro, ma per ottiche di telescopi nel visibile, non trovo praticamente nulla (questo anche nelle pagine che hai linkato tu).
Detto ciò, sono sempre pronto a ricredermi, e come te, seguo con interesse le prove che stanno portando aventi i brasiliani, stiamo a vedere
ciaoo