La Antena Parabolica mas grande del mundo

El 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.

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.
El radiotelescopio de Arecibo está situado en Arecibo, Puerto Rico, al norte de la isla. Está administrado por la universidad Cornell con un acuerdo de cooperación con la National Science Foundation. El observatorio funciona bajo el nombre de National Astronomy and Ionosphere Center (NAIC) aunque se utilizan oficialmente ambos nombres. El radiotelescopio fue el mayor telescopio jamás construido gracias a sus 305 metros de diámetro, hasta la construcción del RATAN-600 (Rusia) con su antena circular de 576 metros de diámetro. Recolecta datos radioastronómicos, aeronomía terrestre y radar planetarios para los científicos mundiales. Aunque ha sido empleado para diversos usos, principalmente se usa para la observación de objetos estelares.


Información general

El telescopio de Arecibo destaca por su gran tamaño: el diámetro de la antena principal es de 305 metros, construida dentro de una depresión. La antena convergente es la más grande y curvada del mundo, lo que le aporta una gran capacidad de recepción de ondas electromagnéticas. La superficie de la antena está formada por 38.778 láminas perforadas de aluminio; cada una mide aproximadamente 1 x 2 m, soportadas por un entramado de cables de acero.

Es una antena esférica (en oposición a antena parabólica). Esta forma proviene del método utilizado para orientar el telescopio. La antena es fija pero el receptor se sitúa en su punto focal para interceptar las señales reflejadas de las diferentes direcciones por la superficie esférica. El receptor está situado sobre una plataforma de 900 toneladas suspendida 150 m en el aire por 18 cables sujetados por tres torres de hormigón armado, una de 110 m de altura y las otras dos de 80 m de altura (las cúspides de las tres torres están al mismo nivel). La plataforma posee una vía giratoria de 93 m de longitud, en forma de arco, sobre la cual se montan la antena de recepción, los reflectores secundarios y terciarios. Esto le permite al telescopio observar cualquier región del cielo en un cono de 40 grados alrededor del cenit local (entre -1 y 38 grados de declinación). La localización de Puerto Rico cerca del Ecuador le permite a Arecibo observar todos los planetas del Sistema Solar.
[editar]Construcción y arquitectura

La construcción del telescopio de Arecibo fue iniciada por el profesor William E. Gordon de la Universidad Cornell, quien en principio tenía la intención de utilizarlo para estudiar la ionosfera terrestre. Al principio fue previsto un reflector parabólico fijo, que señale en una dirección fija con una torre de 150 m para sostener el equipo en el foco. Esta concepción habría tenido un interés muy limitado para otras áreas potenciales de investigación, tales como ciencias planetarias y radioastronomía, que requieren señalar diferentes posiciones en el cielo y seguir estas posiciones durante un período largo, mientras la Tierra gira. Ward Low de la Advanced Research Projects Agency (ARPA), hizo ver este punto débil y puso a Gordon en contacto con la Air Force Cambridge Research Laboratory (AFCRL) en Boston, Massachusetts, donde un grupo dirigido por Phil Blacksmith trabajaba en reflectores esféricos y otro grupo estudiaba la propagación de las ondas de radio en y a través de la atmósfera superior. La Universidad Cornell propuso el proyecto a la ARPA en el verano de 1958 y se firmó un contrato entre el AFCRL y la Universidad en noviembre de 1959. La construcción comenzó en el verano de 1960 y la apertura oficial se efectuó el 1 de noviembre de 1963.

El telescopio ha sufrido varias modificaciones a lo largo su vida útil. La primera gran modificación se efectuó en 1974 cuando se añadió una superficie de alta precisión al reflector actual. En 1997, se instaló una pantalla en el suelo alrededor del perímetro para protegerlo de la radiación terrestre y se instaló un transmisor más potente.

Descubrimientos

El telescopio de Arecibo ha hecho varios descubrimientos científicos significativos. El 7 de abril de 1964, poco después de su inauguración, Gordon H. Pettengill y su equipo lo usaron para determinar que el período de rotación de Mercurio no era de 88 días, como se creía, sino de sólo 59 días. En agosto de 1989, el observatorio tomó una foto de un asteroide por primera vez en la historia: el asteroide 4769 Castalia. El año siguiente, el astrónomo polaco Aleksander Wolszczan descubrió el púlsar PSR B1257+12, que más tarde le condujo a descubrir sus dos planetas orbitales. Estos fueron los primeros planetas extra-solares descubiertos.


El telescopio también tuvo utilizaciones de inteligencia militar, por ejemplo para localizar las instalaciones soviéticas de radar, detectando las señales que rebotaban sobre la Luna.
Arecibo es la fuente de datos para el proyecto SETI@home propuesto por el laboratorio de ciencias espaciales de la Universidad de Berkeley.

En 1974, se realizó una tentativa de enviar un mensaje hacia otros mundos (se envió un mensaje de 1 679 bits transmitido desde el radiotelescopio hacia el cúmulo globular M13, que se encuentra a 25 000 años luz. El modelo de 1 y 0 define una imagen de mapa de bits de 23 píxeles por 73 que incluye números, personas dibujadas, fórmulas químicas y una imagen del telescopio

Del 3 al 7 de marzo de 2001, el observatorio ha sido utilizado para observar el asteroide (29075) 1950 DA, considerado como el objeto más próximo a la tierra