Tecnología chilena busca mejorar la precisión de los telescopios que estudian el origen del Universo

El proyecto, liderado por el astrónomo Rolando Dünner y con participación del CATA, desarrollará un prototipo satelital para calibrar con alta precisión instrumentos que estudian el Fondo Cósmico de Microondas. La iniciativa incorpora además, medidas de equidad de género, formación de estudiantes y criterios de desarrollo espacial responsable.

Comprender los primeros instantes del Universo requiere instrumentos capaces de detectar señales extremadamente débiles y medirlas con gran exactitud. En este desafío, la calibración de los telescopios que observan el Fondo Cósmico de Microondas (CMB, por sus siglas en inglés) -la luz más antigua del Universo- resulta fundamental para la cosmología contemporánea.

Las observaciones de esta radiación permiten estudiar las condiciones del Universo temprano y buscar evidencias de fenómenos ocurridos durante sus primeras etapas. Para ello, es necesario determinar con exactitud la orientación de las señales recibidas. Pequeñas desviaciones pueden afectar la interpretación de los datos y dificultar la identificación de fenómenos extremadamente débiles. “Un error de apenas 0,2 grados en el ángulo de polarización puede ocultar o falsear descubrimientos fundamentales, como la huella de ondas gravitacionales primordiales, que nos hablaría de los primeros instantes del Universo”, explica Rolando Dünner, Investigador Asociado del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines – CATA (proyecto financiado por ANID), académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC) y Director del Centro de Astro-Ingeniería de la UC (AIUC).

En este contexto se desarrolla HoverSat, iniciativa que busca sentar las bases técnicas para una futura misión capaz de realizar esta tarea desde órbita. El proyecto fue adjudicado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) en el marco del Concurso de Investigación Tecnológica 2026, donde obtuvo una de las calificaciones más altas de la convocatoria.

Una solución satelital para un desafío de la astronomía

HoverSat da continuidad a HoverCal, desarrollo anterior financiado mediante el programa FONDEF. Este sistema utiliza un dron para transportar una fuente de calibración, actualmente empleado por los telescopios del Observatorio Simons en el desierto de Atacama.

Su principal restricción está relacionada con el tamaño de los instrumentos. Para telescopios de seis metros de diámetro o más, la fuente debe ubicarse a más de 40 kilómetros de distancia, una altura que excede las posibilidades de operación de un dron. “La solución es llevar la fuente al espacio. Un pequeño satélite que pase sobre los observatorios podría iluminar cualquier telescopio desde la distancia correcta, sin importar su tamaño, ni dónde esté. En órbita no es posible medir la orientación de la fuente desde tierra, por lo que HoverSat incorporará una cámara estelar que calculará su posición absoluta a partir de las estrellas, con una precisión objetivo de 0,1 grados”, señala el investigador.

Durante los 24 meses de ejecución se diseñará, construirá y validará un prototipo integrado con una fuente de radiofrecuencia, cámara estelar, GPS, computador de a bordo y sistema de energía. Será sometido a pruebas de vibración y condiciones térmicas, además de campañas de validación en las instalaciones del Observatorio Simons.

El CATA participa como beneficiaria secundaria, mientras que la Pontificia Universidad Católica de Chile es la beneficiaria principal. Para ello, el Centro financiará la participación de un ingeniero responsable de componentes de electrónica y software, cuyo trabajo se desarrollará en el Centro de Astro-Ingeniería UC (AIUC), laboratorio asociado a CATA.

Ciencia y tecnología con enfoque de género

HoverSat incorpora medidas destinadas a fortalecer la participación de mujeres y la formación de especialistas en áreas vinculadas con la astronomía, la ingeniería y el sector espacial.

La propuesta será codirigida por la investigadora Marilyn Cruces, astrónoma y académica del Departamento de Ingeniería Eléctrica UC, quien se desempeñará como directora alterna. Asimismo, las convocatorias para integrar el equipo promoverán explícitamente la postulación de mujeres y considerarán las interrupciones de trayectoria profesional asociadas a labores de cuidado. Ante méritos equivalentes, este antecedente será incorporado como criterio de selección.

La formación de estudiantes contempla oportunidades para desarrollar tesis de pregrado y postgrado, visitas a los laboratorios del AIUC y un seminario abierto sobre Mujeres en Astronomía y Física.

Chile como desarrollador de tecnología astronómica y espacial

Para Chile, la iniciativa representa una oportunidad para aprovechar el ecosistema científico y tecnológico construido en torno a sus observatorios y avanzar en el desarrollo de soluciones asociadas a su operación. “Esto significa pasar de ser un país que alberga telescopios a ser uno que desarrolla la tecnología que los hace más precisos. Al concentrar observatorios de primer nivel en una sola región, el Norte es el lugar natural para probar y adoptar primero un servicio de calibración satelital. El proyecto, además, forma capacidades locales en ingeniería espacial como metrología de orientación, integración de cargas útiles y diseño de misiones, que aportan directamente al programa satelital nacional”, afirma Dünner.

En esta línea, el equipo buscará establecer una colaboración con el Centro Espacial Nacional (CEN) para explorar ámbitos como la integración de la carga útil en plataformas satelitales, el acceso a infraestructura de pruebas ambientales y el diseño de una eventual misión. “Las áreas de interés común son la integración de la carga útil en plataformas satelitales, el uso de su infraestructura de pruebas ambientales y el diseño de la futura misión. Queremos que HoverSat sea candidato a volar en futuras misiones de demostración del programa satelital chileno”, señala Dünner.

Un desarrollo espacial responsable

El diseño de HoverSat considera desde sus primeras etapas aspectos asociados a la sostenibilidad de las actividades en órbita. Para ello, se tomarán como referencia las directrices internacionales IADC/UNOOSA y la norma ISO 24113, incluyendo una vida orbital limitada y una estrategia de salida de órbita una vez concluida la misión.

El uso de radiofrecuencia también estará sujeto a la normativa de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y de la Subsecretaría de Telecomunicaciones (SUBTEL). La selección de las frecuencias buscará evitar interferencias con las observaciones radioastronómicas y los servicios de observación de la Tierra.

Los potenciales beneficiarios de esta solución incluyen grandes observatorios e instrumentos dedicados al estudio del Fondo Cósmico de Microondas y la astronomía milimétrica, entre ellos Simons Observatory, CLASS, CCAT, ALMA, South Pole Telescope, BICEP/Keck y el futuro CMB-S4.

Al operar desde órbita, la fuente podría superar las restricciones asociadas a su ubicación terrestre y utilizarse con instrumentos de distintas dimensiones y emplazamientos. Sus aplicaciones también podrían proyectarse hacia ámbitos como la industria aeroespacial y las telecomunicaciones.

El Observatorio Simons, representado en Chile por la Universidad de California, Berkeley, será la entidad asociada. Su participación considera acceso a sus telescopios en Atacama, apoyo logístico durante las campañas de validación y análisis independiente de los datos, dando continuidad a la colaboración iniciada con HoverCal.

De esta manera, HoverSat integra astronomía, ingeniería espacial y formación de nuevas capacidades para responder a desafíos de la observación del Universo.