El Observatorio de Arecibo María
E. Vera |
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l Observatorio de
Arecibo (Puerto Rico) es parte del Centro Nacional de Astronomía
e Ionosfera (NAIC), un centro de investigación de los Estados
Unidos, operado por la Universidad de Cornell, en acuerdo cooperativo
con la Fundación Nacional de Ciencias (NSF). La NSF es una
agencia federal independiente, cuyo objetivo es promover el progreso
de la ciencia y la ingeniería en los Estados Unidos. La NSF
da apoyo económico para la investigación y la educación
en la mayoría de los campos de la ciencia y la ingeniería.
La Administración Nacional de la Aeronáutica y el Espacio
(NASA), provee apoyo adicional.
El Observatorio opera en una base continua, 24 horas todos los días,
proveyendo tiempo para observar, la electrónica, computadoras,
viajes y apoyo logístico a los científicos de todo el
mundo. Todos los resultados de investigación son publicados
en la literatura científica, la cual está accesible
al público.
Como el radiotelescopio de un solo plato más grande del mundo,
el Observatorio es reconocido como uno de los centros nacionales de
investigación más importantes en el área de la
radioastronomía, astronomía planetaria y de estudios
atmosféricos. Las facilidades del Observatorio de Arecibo están
disponibles para su uso, en una base de igualdad competitiva para
los científicos de todas las partes del mundo. El tiempo de
observación es concedido basado en las investigaciones más
prometedoras, aprobadas por un panel de evaluadores independientes
que revisan las propuestas que se envían al Observatorio por
los científicos que están interesados en usar el mismo.
Cada año, cerca de 200 científicos visitan las facilidades
del Observatorio para llevar a cabo sus proyectos de investigación
y un número grande de estudiantes, realizan observaciones que
los conducen a sus tesis de maestría y doctorado.
El Observatorio tuvo su origen en una idea del profesor William E.
Gordon, de la Universidad de Cornell, quien estaba interesado en el
estudio de la Ionosfera. Las investigaciones de Gordon durante los
años cincuenta, lo llevaron a la idea de hacer estudios de
radar de la Ionosfera. La persistencia de Gordon, culminó en
la construcción del Observatorio de Arecibo, la cual comenzó
en el verano del año 1960. Tres años más tarde,
el Observatorio Ionosférico de Arecibo (AIO), estaba en operaciones,
bajo la dirección de Gordon. La ceremonia de apertura oficial,
tuvo lugar el 1 de noviembre de 1963.
Desde sus comienzos, hubo ciertos requisitos para el lugar. Éste
tenía que estar cerca del ecuador, de modo que el radar, capaz
de estudiar la Ionosfera, podría ser usado para estudiar planetas
cercanos. Además, la localización de Arecibo ofreció
la ventaja de un terreno cársico, con grandes sumideros de
piedra caliza, los cuales proveyeron una geometría natural
ideal para la construcción del reflector de 305 m de diámetro.
En nuestro Laboratorio Óptico encontramos una variedad de instrumentos
usados para el estudio pasivo del resplandor terrestre. Éste
está localizado en el Observatorio y contiene un LIDAR (por
sus siglas en inglés: Light Detection and Ranging), junto a
un interferómetro Fabry-Perot que se utilizan primordialmente
para medir vientos neutrales y las temperaturas de la atmósfera
media. Estos estudios complementan los obtenidos por el radar, dándole
a Arecibo una capacidad única en el mundo en términos
de las investigaciones de las capas altas de la atmósfera.
El primero de octubre de 1969, el Departamento de Defensa cedió
las facilidades a la Fundación Nacional de Ciencias, y éstas
se convirtieron en un centro de investigación nacional. En
septiembre de 1971, el AIO, pasó a ser el Centro Nacional de
Astronomía e Ionosfera (en sus siglas en inglés: NAIC).
En 1974, se colocó un reflector nuevo (el actual), con una
superficie de alta precisión, junto al transmisor de radar
planetario. El segundo y mayor avance del telescopio, se completó
en 1997. Se instaló una pantalla metálica alrededor
del perímetro del reflector para aislar las antenas de la radiación
del terreno. El domo gregoriano con sus subreflectores, su nueva electrónica
y el nuevo transmisor del radar, aumentó grandemente la capacidad
del telescopio.
El Observatorio emplea alrededor de 140 personas, proveyendo a éstas,
comida y todo lo necesario, en apoyo a la operación. Un equipo
de cerca de 16 científicos, dividen su tiempo entre la investigación
científica y la atención de los científicos visitantes.
Ingenieros, técnicos y expertos en computadoras, diseñan
y construyen nuevos instrumentos y los mantienen operando. Un gran
equipo de planta física, mantiene el telescopio y la instrumentación
asociada en óptimas condiciones. Un equipo de operadores del
telescopio, da apoyo, observando 24 horas al día. |
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El
Radiotelescopio de Arecibo |
Aquellos que han visto el radiotelescopio por primera vez se han maravillado
por la majestuosidad de su enorme superficie reflectora o espejo de
radio. El plato tiene 305 m de diámetro y 50.90 m de profundidad.
La superficie está formada por aproximadamente 40,000 paneles
de aluminio perforados (cada uno de 0.91 x 1.82 m), sostenidos por
una red de cables de acero que está suspendida sobre el sumidero.
Éste es un reflector esférico (no parabólico).
Suspendida a 137 m sobre el reflector, está una plataforma
de 900 toneladas. Similar en diseño a un puente, ésta
se sostiene por 18 cables, los cuales son sostenidos por tres torres
de concreto. Una tiene unos 111.25 m de altura y las otras dos de
80.77 m de altura. Los tres topes se encuentran a la misma elevación.
Cada torre está equilibrada por un sistema de 7 cables de acero
(3.25 plg. de diámetro) tensados en un ancla gigante. Otro
sistema de tres pares de cables corre de cada esquina de la plataforma
hacia grandes bloques de concreto debajo del reflector. Éstos
están atados a unos gatos hidráulicos enormes, los cuales
permiten el ajuste de la altura de cada esquina con una precisión
de milímetros.
Justo bajo la estructura triangular de la plataforma superior, hay
una vía circular en la cual el brazo de acimut gira. El brazo
de acimut es una estructura en forma de arco de 100 m de largo. La
parte curva del brazo es otra vía, en la cual, una caseta movible
en un lado y el domo gregoriano (instalado en el año 1997)
en el otro lado, pueden ser puestos en posición en cualquier
dirección, hasta veinte grados de la vertical. Dentro del domo
gregoriano, dos subreflectores (el secundario y el terciario), enfocan
la radiación hasta un punto en el espacio, en el cual, varias
antenas pueden ser puestas en posición para recibir esta radiación.
Colgando, bajo la caseta hay varias antenas lineales, cada una sintonizada
a una banda corta de frecuencias. Las antenas apuntan hacia abajo
y están diseñadas especialmente para el reflector esférico
de Arecibo. Apuntando una de las antenas a cierto punto en el reflector,
las emisiones de radio que se originan en un área bien pequeña
del cielo, en línea con la antena, son enfocadas.
Adosados a las antenas, hay unos receptores de radio muy sensitivos
y altamente complejos. Estos receptores operan inmersos en un baño
de helio líquido, para mantener una temperatura baja en los
mismos. A temperaturas tan bajas como -273 grados Celsius, el ruido
electrónico en los receptores es muy bajo, y sólo las
señales de radio que entran, las cuales son muy débiles,
son amplificadas. El sistema de Arecibo opera en frecuencias de 50
megahertz (un largo de onda de 6 m), hasta 10,000 megahertz (un largo
de onda de 3 cm).
Un total de 26 motores eléctricos controlan la plataforma.
Estos motores guían el acimut y el domo gregoriano, y la caseta
movible a cualquier posición con una precisión de milímetros.
El reflector terciario, puede ser movido para mejorar el enfoque;
se gira el piso giratorio en el domo gregoriano para colocar los detectores
en el foco y si es necesario, se activa el sistema de tensores verticales
para mantener la plataforma en posición. El transmisor de radar
planetario de 1 megavatio, localizado en un salón especial,
dentro del domo, dirige las ondas del radar hacia objetos dentro de
nuestro Sistema Solar. Analizando el eco del radar se obtiene información
sobre las propiedades y la dinámica de los objetos.
Este
telescopio gigantesco ha examinado nuestra atmósfera, desde
unos cuantos kilómetros, hasta miles de kilómetros,
donde sutilmente se conecta con el espacio interplanetario. Con su
visión de radar, éste estudia las propiedades de los
planetas, cometas y asteroides. En nuestra Galaxia detecta las señales
débiles emitidas cientos de veces por segundo de los pulsares.
Y los cuerpos más lejanos en el Universo: los cuásares
y las galaxias emiten ondas de radio, las cuales llegan a la Tierra
100 millones de años más tarde, en señales tan
débiles, que sólo pueden ser detectadas por un ojo tan
grande como éste.
El tamaño gigantesco del reflector, es la causa de que el Observatorio
de Arecibo sea tan importante para los científicos. Ésta
es la antena curva más grande del planeta, lo cual significa
que es el radiotelescopio más sensitivo del mundo. De modo
que, mientras otros radiotelescopios pueden requerir varias horas
de observación, estudiando una fuente de radio dada para obtener
suficiente energía para su análisis; en Arecibo, esto
puede requerir sólo unos cuantos minutos de observación. |
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| Mendoza, Argentina, 05 de Marzo de 2004. |
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