martes, 11 de marzo de 2014

Observatorio National Astronomy and Ionosphere Center

El Observatorio National Astronomy and Ionosphere Center (NAIC) es popularmente conocido como Radiotelescopio de Arecibo. El mismo está situado en Arecibo, Puerto Rico, al norte de la isla. Fundado el 1 de noviembre de 1963, fue administrado originalmente por la Universidad Cornell con un acuerdo de cooperación con la National Science Foundation hasta el 2012. A partir de esa fecha los nuevos administradores son la Universidad Metropolitana (UMET), SRI International y The Universities Space Research Association (USRA).

El Radiotelescopio de Arecibo fue el mayor radiotelescopio construido (305 metros de diámetro) hasta 1975, cuando fue superado por el RATAN-600, en Rusia (576 metros de diámetro), con su diseño poco ortodoxo, formado por un anillo de paneles reflectores ajustables que pueden variar su ángulo para redirigir las ondas de radio a un punto central del mismo.

El Radiotelescopio de Arecibo sigue actualmente ostentando el record de ser el radiotelescopio de un solo plato más grande del mundo, siendo reconocido como uno de los centros de investigación más importantes en el área de la radioastronomía, astronomía planetaria y de estudios atmosféricos.

El Observatorio tuvo sus orígenes en una idea del profesor William E. Gordon, de la Universidad de Cornell, quien estaba interesado en el estudio de la Ionosfera. Su construcción comenzó en 1960 y fue inaugurado oficialmente el 1 de noviembre de 1963. Comenzó a operar bajo la dirección de Gordon con el nombre de Observatorio Ionosférico de Arecibo (AIO).

La elección de su emplazamiento, cerca del ecuador terrestre, fue determinada con el objeto de permitir además de recopilar información de la Ionósfera, el estudio de los planetas cercanos a Tierra mediante el radar. Conjuntamente a esta característica, el terreno de Arecibo, con sus grandes sumideros de piedra caliza, provee de una geometría natural ideal para la construcción de este gigantesco plato reflector.

El 1 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 Observatorio Ionosférico de Arecibo (AIO), pasó a ser el Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera (en sus siglas en inglés: NAIC).

En el 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.

Instalaciones

Radiotelescopio William E. Gordon


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El radiotelescopio de Arecibo, es un reflector de radio esférico (no parabólico). Su plato tiene 305 metros de diámetro por 51 metros de profundidad. Está formado por aproximadamente unos 40.000 paneles de aluminio perforado, sostenidos por cables de acero. A unos 140 metros por encima del plato, se encuentra una plataforma similar a un puente con un peso de 900 toneladas. La misma está sostenida por 18 cables anclados en tres torres de concreto. Una de 110 metros y las otras dos de 80 metros de altura, cada una de ellas con un anclaje de 7 cables de acero. Además, un sistema de tres pares de cables corre de cada esquina de la plataforma hacia grandes bloques de concreto debajo del plato, donde unos gigantescos gatos hidráulicos ajustan con una precisión de milímetros la altura de cada esquina.

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 metros 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 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, un grupo de 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.

Radiotelescopio William E. Gordon. Créditos: Wikimedia

Atados 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 solo las señales de radio que entran, las cuales son muy débiles, son amplificadas. El sistema de Arecibo opera en un rango de frecuencias que van de 50 a 10.000 megahertz.

Un total de 26 motores eléctricos son necesarios para controlar la plataforma con una precisión de milímetros. 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.

El radiotelescopio es utilizado para estudiar nuestra atmósfera hasta el borde mismo de espacio interplanetario; las propiedades de los planetas, cometas y asteroides; pulsares dentro de nuestra Galaxia; cuásares y las galaxias muy lejanas cuyas ondas de radio tardan hasta 100 millones de años en alcanzar la Tierra.

Algunas curiosidades sobre el Observatorio de Arecibo

Mensaje de Arecibo

El 16 de noviembre de 1974, para conmemorar la remodelación del radiotelescopio, se emitió un mensaje desde el mismo de la humanidad a otros posibles seres extraterrestes inteligentes. Se fijó como objetivo el Cúmulo Globular M13, formado por unas 400.000 estrellas y situado a una distancia de unos 25 000 años luz.

El mensaje está constituido por unos 1.679 dígitos binarios (este número fue elegido porque es el producto de dos números primos y por lo tanto sólo se puede descomponer en 23 filas y 73 columnas o 23 columnas y 73 filas), y fue transmitido a una frecuencia de 2.380 MHz y modulada por desplazamiento de frecuencia a 10 Hz, con una potencia de 1.000 kW. Su duración fue unos 3 minutos aproximadamente.

Mensaje de Arecibo. Créditos: Wikimedia

El mensaje fue diseñado por Frank Drake, Carl Sagan y otros. El mismo contiene codificado los números del 1 al 10; los números atómicos del hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno y fósforo, que componen el ácido desoxirribonucleico (ADN); las fórmulas para los azúcares y bases en los nucleótidos de ADN; el número de nucleótidos en el ADN y un gráfico de su estructura de doble hélice; una gráfica sobre la población humana en la Tierra, la altura de un hombre promedio, y un esquema de un hombre; un gráfico del Sistema Solar y finalmente uno del radiotelescopio de Arecibo y el diámetro de su antena esférica.

El 7 de noviembre de 2009, como parte del 35 aniversario de la transmisión del Mensa de Arecibo a M13, la secuencia genética de la proteína RuBisCO, usada por las plantas terrestres en el proceso de fotosíntesis fue transmitida a tres estrellas cercanas: GJ 83.1, estrella de Teagarden SO 025300,5+165258 y Kappa Ceti (G5B). El proyecto estuvo a cargo del artista Joe Davis con el apoyo de Paul Gilster, el Observatorio de Arecibo Observatory, la Universidad de Cornell, entre otros.

SETI

SETI es el acrónimo del inglés Search for ExtraTerrestrial Intelligence, o Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre. El Observatorio de Arecibo participó activamente en varios proyectos SETI.

El Proyecto Phoenix fue un esfuerzo para detectar civilizaciones extraterrestres por la escucha de señales de radio que fueron transmitidas deliberadamente, o inadvertidamente desde otro planeta. Phoenix fue el sucesor del ambicioso programa SETI de la NASA (Microwave Observing Program (MOP)) que fue cancelado por un Congreso preocupado por el presupuesto en 1993.

Phoenix comenzó las observaciones en febrero de 1995 usando el pie radiotelescopio Parkes 210 en Nueva Gales del Sur, Australia. Tras la campaña de observación del sur, el proyecto centró su atención en estrellas del norte. Esta fase de búsqueda utilizó desde septiembre de 1996 hasta abril 1998 el National Radio Astronomy Observatory (Observatorio Nacional de Radio Astronomía) en Green Bank, West Virginia. Finalmente en agosto de 1998 el Proyecto Phoenix se trasladó a Arecibo. Debido a la gran demanda del mayor radiotelescopio del mundo, Phoenix observó en dos períodos de sesiones al año. Cada sesión duró de tres a cuatro semanas.

A diferencia de muchas otras búsquedas SETI, Phoenix no escaneaó todo el cielo, sino que escrutó las proximidades del Sistema Solar, aquellas estrellas de tipo solar. Estas estrellas tienen más probabilidades de albergar planetas de larga duración capaz de soportar la vida. El Proyecto Phoenix observó alrededor de 800 estrellas en un radio de 200 años luz de distancia.

Salvapantalla de SETI@home. Créditos: Wikimedia

Actualmente, el Observatorio de Arecibo es la fuente de datos del proyecto de computación distribuida SETI@home ("SETI at home" o "SETI en casa"), desarrollado por el Space Sciences Laboratory, en la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos). El radiotelescopio capta las señales de radio en la frecuencia del hidrógeno neutro (21 cm), se ha elegido la misma debido a que esta frecuencia atraviesa sin problemas nubes de gas, de polvo, atmósferas y galaxias.

Los datos del radiotelescopio son procesados por la Universidad de Berkeley y distribuidos a continuación en pequeños paquetes de 107,4 segundos de grabación a colaboradores voluntarios de todo el mundo que emplean sus computadoras personales para analizar las señales en cuestión a fin de determinar si en alguna de ellas se encuentra una secuencia que pueda ser el producto de un ser inteligente. Puedes ser parte de este interesante proyecto, tan solo debes descargar el salvapantalla del website oficial de SETI@home. Si bien, aun no se ha encontrado una señal inconfundible de una inteligencia extraterrestre, el Universo es un lugar muy basto y recién estamos dando los primeros pasos en esta apasionante aventura.

Filmografía, literatura, música y videojuegos

Sus impresionantes instalaciones no pasaron desapercibidas en el mundo del cine, y el Observatorio de Arecibo apareció en múltiples películas. Entre las más conocidas podemos nombrar GoldenEye (1995) con el mítico agente 007 James Bond; Species (1995) dirigida por Roger Donaldson; Contact (1997) basada en la novela de Carl Sagan y The Losers (2010). También aparece en la serie Connections (1978) capítulo 3: Voces distantes; en la mítica serie Cosmos (1980) en el capítulo 12: Enciclopedia Galáctica; en la popular Expedientes X (1994) episodio 1 de la temporada 2: Pequeño hombrecillo verde; en la serie animada Jackie Chan Adventures (2001) episodio 22 de la temporada 2: Peligro en el hielo profundo y en Covert Affairs (2012) episodio 7 temporada 3: Loving The Alien.

El Observatorio de Arecibo también inspiró y sirvió de marco dentro de la literatura en novelas como The Listeners (1972) de James E. Gunn; Contact (1985) de Carl Sagan; The Sparrow (1996) de Mary Doria Russell y Rollback (2007) de Robert J. Sawyer, entre otras. En la cultura musical encontramos los álbumes Arecibo ‎– Trans Plutonian Transmissions (1994) de Brian "Lustmord" Williams; Arecibo (2008) de Little Boots y Arecibo Message (2009) de Boxcutter.

Finalmente varios videojuegos lo tienen en sus niveles, por ejemplo -como no podía ser de otra manera- GoldenEye 007 (1997); Just Cause 2 (2010) aparece un radiotelescopio muy similar llamado PAN MILSAT, lo que también sucede en uno de los mapas de Battlefield 4 (2013).

Resumen

Localización: Puerto Rico - Arecibo
Coordenadas: 18°20′36.6″N 066°45′11.1″O
Códigos de Observatorios Astronómicos: 251

Website Oficial

Bibliografía:

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