Jóvenes astrónomos e ingenieros prueban prototipo de antena para radiotelescopio en MWL

Astrónomos e ingenieros visitaron el laboratorio asociado al CATA en cerro Calán para realizar pruebas en una antena diseñada para 1.42 GHz, que busca optimizarse para detectar fenómenos astronómicos tan enigmáticos como las FRBs y los púlsares.

Un grupo de astrónomos e ingenieros de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC) llegó hasta el Laboratorio de Ondas Milimétricas y Submilimétricas (MWL) de la Universidad de Chile, infraestructura asociada la CATA, para realizar pruebas de un prototipo de antena diseñado para la línea de 21 centímetros que busca ser optimizado para un nuevo radiotelescopio llamado FRONTIERS, diseñado para estudiar señales astronómicas fugaces como las ráfagas rápidas de radio (FRBs) y los púlsares. 

Durante la visita, el equipo estuvo integrado por los astrónomos Josefina Vera y Cristóbal Braga, y el ingeniero eléctrico Nicolás Seguel, quienes también son estudiantes de postgrado, además de Patricio Peralta, ingeniero del Observatorio Santa Martina UC. El grupo realizó pruebas en la Cámara Anecoica, cofinanciada por CATA y que está estructurada para absorber por completo las ondas electromagnéticas y eliminar interferencias.

“Una forma de explicar qué hace una cámara anecoica es decir que es como estar dentro de un espacio infinito”, señaló Ricardo Finger, Investigador Asociado del CATA y Director del MWL. “Al no haber ecos, es equivalente a estar en un espacio infinito vacío, pues hay completo silencio, salvo por la radiación térmica, y lo que uno transmite en su interior nunca vuelve”, agregó.

“Cuando se construyen antenas, es fundamental verificar que éstas funcionen acorde a cómo se diseñaron. Para hacer esta verificación se deben medir en una cámara anecoica. Es por esta razón que el equipo de la UC midió su antena para verificar que funciona tal cual como ellos planearon”, agregó Diego Gallardo, Ingeniero CATA y del MWL.

Las pruebas incluyeron 12 mediciones distintas, registrando datos en 360 puntos alrededor de la antena, lo que generó más de 4.300 curvas de información para verificar el correcto funcionamiento del prototipo. El proceso requiere que la antena gire lentamente 360°, de manera estable, lo cual representa uno de los principales desafíos logísticos durante las pruebas.

Josefina Vera, una de las integrantes del proyecto, reveló el objetivo principal de esta iniciativa. “Lo que queremos hacer es medir el patrón de radiación de este feed, que fue diseñado para 1.42 GHz, que es la frecuencia con la cual trabajamos en la universidad. Nuestra idea fue testear su desempeño, medir su patrón de radiación y poder evaluar si podría tener un mayor ancho de banda”.

Agregó que este trabajo beneficia a los laboratorios de radioastronomía del Centro de Astroingeniería (AIUC), pues “nos interesa si la frecuencia con la cual este feed se desempeña correctamente, es decir, si se puede instalar, por ejemplo, en un reflector de tres metros y si la iluminación que tendría sería buena”. Además, señaló que su equipo busca diseñar un prototipo como este que tenga un mayor ancho de banda para contribuir al objetivo de captar estos radiotransientes (FRBs y púlsares).

Desde nuestro Centro, participaron en el montaje y proceso de medición Franco Curotto, Ingeniero Senior y Encargado de Laboratorio del CATA y los ingenieros Claudia San Martín, Juan Riquelme y Diego Gallardo. 

“El procedimiento para definir la instalación fue realizado en conjunto entre el personal del Laboratorio y de la Universidad Católica. Ayudamos a montar su antena en la cámara anecoica, y les proporcionamos los equipos y los códigos necesarios para realizar la medición. Posterior a eso, ellos tomaron las mediciones que necesitaban”, puntualizó Gallardo.

Josefina Vera valoró la experiencia de trabajar en las instalaciones del CATA y resaltó la relevancia del Laboratorio de Ondas Milimétricas, el cual ha participado en el desarrollo de instrumentación para proyectos de gran envergadura, como el telescopio ALMA. “Para tener una mejor caracterización de la antena, la Cámara Anecoica lo que hace es aislar el entorno de interferencias y reflexiones que podrían afectar la medición y también de posibles complicaciones que alteren el desempeño de la antena”, explicó.

El proyecto desarrollado por los estudiantes UC está liderado por la académica y líder del Grupo Partner de la Sociedad Max Planck de la misma casa de estudios, Marilyn Cruces, además de mencionar que actualmente se encuentra en el diseño e implementación de distintas etapas. El equipo de trabajo de FRONTIERS está compuesto principalmente por astrónomos e ingenieros trabajando en el diseño del feed, mientras que otros se enfocan en los amplificadores (Low Noise Amplifiers, LNA), el desarrollo del backend (procesamiento digital de las señales) y el software que analizará los datos recopilados por el telescopio.