Gorilla Glass, quel famosissimo vetro ultraresistente e sottile prodotto dalla Corning per smartphone e tablet, è realizzato con un processo noto come tempra chimica, che consiste nel brusco raffreddamento di un materiale dopo averlo portato ad alta temperatura così da aumentarne la resistenza agli urti rendendo il vetro da 5 a 10 volte più robusti di un vetro temprato termicamente.
“I telescopi per raggi X della prossima generazione devono essere costruiti con materiali leggeri, come il silicio e il vetro, necessariamente molto sottili perché si possa assemblare un numero elevato di specchi in modo da aumentare la raccolta di fotoni.” – spiega Bianca Salmaso, ricercatrice dell’INAF – “Devono altresì rispettare tolleranze di forma e rugosità molto strette. Infatti l’essere sottili va in direzione opposta alle buone performance come forma e rugosità. Tutte queste caratteristiche renderanno i telescopi X della prossima generazione capaci di risolvere oggetti celesti a distanze maggiori di quelle attualmente raggiungibili. Tuttavia, un telescopio X deve essere lanciato, dato che i raggi X provenienti dallo spazio non arrivano a terra, e le vibrazioni nel momento del lancio impongono delle tolleranze di robustezza difficili da immaginare per un vetro sottile meno di 1 mm”.
Affinché le lenti di un telescopio resistano al lancio in orbita bisogna prevederne i margini di resistenza. Ll’Agenzia Spaziale Europea ha commissionato al gruppo di ottiche X dell’Inaf – Osservatorio Astronomico di Brera lo sviluppo di un’ottica di backup in vetro per il telescopio IXO della missione ATHENA, una ricerca svolta fra il 2009 e il 2013. I risultati hanno dimostrato che la probabilità di sopravvivenza al lancio di tutti i 16560 vetri di IXO avrebbe soddisfatto la richiesta solamente al 99%, al fronte di quella più stringente del 99.99%. Una differenza non trascurabile perché se si rompesse anche un solo vetro i frammenti potrebbero compromettere l’esito della missione, se non addirittura portarla al fallimento.
«Se diventa essenziale rispettare queste tolleranze, dobbiamo trovare un vetro più robusto degli attuali. E il Gorilla Glass, già famoso per la sua robustezza, sembra fare al caso nostro», dice la Salmaso. «Certo le tolleranze in forma e rugosità per un telescopio X sono decisamente maggiori di quelle di uno smartphone o un tablet, ma perché non provare? È così che abbiamo intrapreso un’attività di ricerca per verificare se le deformate eventualmente introdotte dalla tempra chimica su vetri da noi curvati fossero gestibili con il nostro processo di integrazione dei segmenti in vetro nel telescopio. Il lavoro è stato svolto in collaborazione tra INAF – Osservatorio Astronomico di Brera e partners industriali: MDI Schott in Germania per il taglio dei vetri, e EuropTec in Svizzera per la tempra chimica. I risultati raggiunti suggeriscono che il vetro Gorilla ha le potenzialità di essere utilizzato per i telescopi X della prossima generazione».