Qué se necesitará para construir el observatorio radiotelescópico más grande del mundo

El Observatorio del Radiotelescopio SKA (Square Kilometer Array), planeado para ser la instalación de radioastronomía más grande del planeta, ha comenzado su construcción después de 30 años en las etapas de planificación. Este gigantesco proyecto incluye dos radiotelescopios, uno en Sudáfrica y el otro en Australia. Sería un observatorio global que operaría dos telescopios en tres continentes.

SKAO es una instalación de Big Data de última generación impulsada por la radioastronomía con el objetivo de abrirse y profundizar en la comprensión del universo y las leyes de la física fundamental. La construcción de estas enormes instalaciones de radio es sólo la primera fase del gran plan. Utilizando SKOA, los científicos esperan aprender más sobre la formación temprana de estrellas. ¿Cómo pueden ayudarles los radiotelescopios en sus estudios?

Los radiotelescopios SKA

Concebidos en el cambio de milenio en la década de 2000, los gobiernos de Australia y Sudáfrica han emprendido un largo camino de cooperación para llegar a este punto. El Observatorio del Radiotelescopio SKA probablemente comenzará a funcionar en unos años. Algunos de los operadores científicos necesitarán todavía varios años para estar preparados. Sin embargo, una vez completado, el conjunto está preparado para brindar a los astrónomos una visión más significativa del universo que cualquier otra instalación de radiotelescopio anteriormente.

SKAO será un observatorio global que operará dos telescopios en tres continentes. Actualmente, en el proyecto participan 16 países de todo el mundo. De manera similar a como los telescopios ópticos recolectan y mejoran la luz para obtener imágenes detalladas, los radiotelescopios mejoran las ondas de radio para permitir a los astrónomos analizarlas. Las ondas de radio pueden proporcionar a los científicos mucha más información sobre estrellas, galaxias y otros objetos astronómicos que la observada utilizando únicamente datos visuales.

Especificaciones y aplicaciones

El Observatorio del Radiotelescopio SKA integrará dos instalaciones principales: el Radio Observatorio Murchison en Australia Occidental y la Reserva Astronómica Karoo en Sudáfrica. El Radio Observatorio Murchison albergará el telescopio SKA1-LOW. Este telescopio está diseñado para observar ondas de radio en el rango de 50-350 MHz.

Su objetivo principal es observar la Época de Reionización, el período de la historia cósmica en el que se formaron las estrellas por primera vez. Para lograr esto, SKA1-LOW constará de estaciones de antena dipolo en fases separadas por 65 km. Esta es la mejor configuración para observar ondas de radio de baja frecuencia.

La Reserva Astronómica Karoo será el hogar del SKA1-MID. El diseño de este telescopio le permite admitir receptores de radio que pueden capturar frecuencias de hasta 20 GHz. Para lograrlo, SKA1-MID utilizará 197 antenas parabólicas repartidas en un alcance de 100 km.

La amplia gama de frecuencias accesibles con este telescopio abordará varias áreas científicas fundamentales, incluida la reconstrucción de ondas gravitacionales utilizando sincronización de púlsares de alta precisión. El alcance del SKA1-MID es tan amplio que también puede buscar rastros de vida en otros planetas.

Desafíos y cronograma

La construcción de los dos telescopios comenzó el 5 de diciembre de 2022. El primer proyecto de construcción es el Array Assembly 0.5, compuesto por seis estaciones de antena SKA-LOW y cuatro antenas parabólicas SKA-MID. Se espera que la construcción esté terminada a principios de 2024.

Una vez finalizados los trabajos en el Array Assembly 0.5, comenzará la ampliación del Array Assembly 1. Constará de 18 estaciones SKA-LOW y ocho antenas parabólicas SKA-MID. Se completará en 2026. A principios de 2027 se completará el Array Assembly 2, que contiene 64 estaciones SKA-LOW y 64 antenas parabólicas SKA-MID.

Se espera que todas las instalaciones (y la instalación para operaciones científicas) estén listas para 2028-2029. Sin embargo, el Observatorio del Radiotelescopio SKA enfrenta muchos desafíos. Una de las principales desventajas de los radiotelescopios es la posibilidad de interferencias de radio. Hace que las imágenes no sean claras y limita el número de ondas de radio observables.

Los factores naturales generan interferencias de radio, pero las fuentes más importantes son los sistemas de aeronaves y los satélites. Los satélites plantean un problema complejo para los radiotelescopios, ya que las ondas que transmiten crean una capa de interferencia que crece a medida que las empresas añaden más.

En particular, esta interferencia afectará significativamente al SKA-MID, ya que su rango de observación cubre hasta 20 GHz, la misma frecuencia o cercana a la de la mayoría de los satélites.

Sin embargo, los miembros del observatorio SKA declararon que están más que a la altura del desafío.

Ambos telescopios se construyeron en lugares designados como zonas radio silenciosas nacionales. Estos sitios permitirán que los telescopios maximicen el rango de observaciones teniendo en cuenta la interferencia de radio de los satélites y otras fuentes. Además, SKA-LOW y SKA-MID garantizan que los telescopios generen poca o ninguna interferencia de radio.

La construcción del Observatorio del Radiotelescopio SKA continúa y el futuro de la radioastronomía parece brillante. El radioobservatorio más grande y avanzado está preparado para brindar a los científicos una mayor comprensión que nunca del universo y su funcionamiento.

Referencias.

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Explorar | SKAO. (Dakota del Norte.). https://www.skao.int/en
Newton, E. (28 de marzo de 2023). ¿Qué constituye el universo? ¿Qué son los objetos cósmicos? No revolucionario. https://revolutionized.com/cosmic-objects/

Cooper, K. (2023). Observatorio SKA (SKAO): una guía de los radiotelescopios que pronto serán más grandes del mundo. Espacio.com. https://www.space.com/square-kilometer-array-observatory-skao#section-when-will-the-ska-telescopes-become-operativeal
Foust, J. (2023). El radiotelescopio se enfrenta a una amenaza «extremadamente preocupante» procedente de constelaciones de satélites. Noticias espaciales. https://spacenews.com/radio-telescope-faces-extremely-concerning-threat-from-satellite-constellations/

Crédito de la imagen: SKAO. https://www.skao.int/en/media