Avance tecnológico en Astronomía UdeC permite aumentar precisión en mediciones de vapor de agua atmosférico

El Centro Para la Instrumentación Astronómica, CePIA, de la Universidad de Concepción se encuentra desarrollando nueva tecnología para mejorar la precisión en las mediciones de vapor de agua atmosférico, y progresar en el entendimiento acerca de su impacto en observaciones astronómicas.

Sabemos que el norte de Chile cuenta con los mejores sitios en el mundo para realizar astronomía milimétrica y sub-milimétrica, debido a sus condiciones de baja humedad a gran altura, por ejemplo. Es así como en nuestro territorio de han instalado algunos de los observatorios astronómicos más importantes del mundo; pero a pesar de dichas cualidades, el vapor de agua presente en la atmósfera, y su variabilidad en el tiempo, siempre han significado un detrimento para las débiles señales cósmicas de interés astronómico, ya que las atenúa y las dispersa, complicando su detectabilidad.

Es así como se han desarrollado diferentes técnicas e instrumentos para medir la cantidad de vapor de agua atmosférico, para así disminuir sus efectos en las observaciones astronómicas. Estos instrumentos son los llamados radiómetros de vapor de agua, producidos principalmente por empresas de países como Alemania y Suecia, los cuales han tenido mejoras tecnológicas en los últimos años, pero que igualmente se enfrentan al desafío de medir estas cantidades con precisión. Idealmente, todos los radiotelescopios deberían contar con un radiométro de estas características, con el fin de aportar información clave en la calibración de datos científicos y para la planificación de actividades en los observatorios, pero actualmente sólo algunos cuentan con este instrumento, debido principalmente a su alto costo y a la poca precisión que estos logran alcanzar (ALMA y Cerro Paranal, son algunos de los observatorios que cuentan con este instrumento).

Debido a esto es que el proyecto “Desarrollo de prototipos de radiómetros de pseudo-correlación para sistemas ultra-sensitivos” del Centro Para la Instrumentación Astronómica, CePIA, del Departamento de Astronomía, en conjunto con el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Concepción, busca desarrollar un prototipo de radiómetro de vapor de agua de mayor sensibilidad en comparación con lo hasta ahora existente en el mercado, basándose en un cambio en la arquitectura del sistema de recepción de señales, y en la inclusión de componentes milimétricos ultra sensitivos actualmente en desarrollo, como son los amplificadores de bajo ruido (LNA) en tecnología monolítica MMIC. De esta forma, se progresa en el desarrollo de instrumentación astronómica desde Concepción, hecho por profesionales chilenos, con el objetivo de lograr resultados más precisos que lo obtenido actualmente.

Por ejemplo, en el caso de ALMA, los radiómetros con los que cuentan sus telescopios se encuentran alojados dentro de las antenas, por lo que permanecen inoperantes cuando el obturador del telescopio se cierra debido a las condiciones climáticas y de mantenimiento, por lo que adicionalmente, esta propuesta busca elaborar e instalar estos nuevos radiómetros sensibles en el altiplano Chileno, proporcionando mediciones instantáneas de vapor de agua en todo momento, almacenando los datos en tiempo real, y generando así una base de datos de largo plazo útil para las operaciones de los observatorios en dicho parque astronómico.

A través del programa Fondef IdeA I+D de Conicyt, investigadores de CePIA de la Universidad de Concepción, trabajan en el desarrollo de esta tecnología desde la plataforma científica WenuLafquen de dicha casa de estudios.

“Hemos estado desarrollando un prototipo de un instrumento similar para el observatorio LLAMA, a ubicarse en el Nor-Oeste Argentina, apoyado por la iniciativa Quimal de Conicyt, trabajo que actualmente se encuentra en proceso de integración. La experiencia en el desarrollo de este instrumento para LLAMA contribuye en gran medida a facilitar el diseño y desarrollo del moderno sistema de medición de vapor de agua que ahora llevamos a cabo en este proyecto que impulsa la iniciativa Fondef”, comenta el director de CePIA, Dr. Rodrigo Reeves.

El proyecto está conformado por el Centro Para la Instrumentación Astronómica, CePIA del Departamento de Astronomía de la Universidad de Concepción, entidad que lidera el trabajo bajo la dirección del Dr. Rodrigo Reeves; la Dra. Silvia Riquelme quien es sub-directora del proyecto y experta en proyectos de desarrollo tecnológico, el Departamento de Ingeniería Mecánica de la misma casa de estudios, el Centro de Astronomía de América del Sur de la Academia China de Ciencias, CASSACA, el cual contribuye como institución interesada en la implementación de tecnología para sus operaciones como observatorio científico, (para lo cual aporta con recursos de diversa índole para la validación de los prototipos en terreno), y la compañía VTT de Finlandia, quienes también son parte interesada en el proceso de llevar potencialmente al mercado este tipo de desarrollo.

Una vez probado el prototipo en los laboratorios de CePIA, será llevado a la Región de Antofagasta, donde CASSACA ejecutará la validación del instrumento, comparándolo con otros instrumentos existentes en el campo.

Comunicaciones Departamento de Astronomía

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Universidad de Concepción

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