Sofisticación Astronómica

Invitado por un amigo, el estudiante de medicina Rafael Gómez, estuvo de paso en la mini ciudad, visitó la zona de ensamblaje de las antenas europeas, se subió a un “Transporter” y pudo ver, desde dentro, cómo se construye el telescopio más potente del mundo, que actualmente tiene casi treinta antenas operativas en el Llano de Chajnantor, de las sesenta y seis que tendrá al finalizar el proyecto.

Por Rafael Gómez/ Fotos: Alessandro Caproni y Rafael Gómez

Un día, cruzando en jeep a Bolivia, podía verse por la ventana algo que brillaba en la montaña y alguien dijo “ese es el proyecto ALMA”. Se escucharon varios rumores sobre el lugar: que era muy hermético, que había científicos locos, que quizás escondían un extraterrestre, como el Área 51 de Estados Unidos, y cosas por el estilo. Todo esto me pareció muy interesante. Y más interesante cuando, tiempo después, recibí una invitación de mi amigo italiano Alessandro que trabajaba en el (en ese entonces) poco conocido proyecto ALMA.

En el caso de que alguno no conozca el proyecto ALMA (Atacama Large Millimeter Array), se trata de un radio telescopio en construcción, que una vez terminado será el más potente del mundo. Por el momento, solo pueden ingresar trabajadores, ingenieros,  científicos e invitados. Sin embargo, a mediados del 2013, cuando se termine la construcción, se abrirá al público como un imperdible del turismo astronómico.

<strong>LA MINI CIUDAD</strong>

Con Alessandro como guía y ambos provistos de una tarjeta personal con código de barra, previa identificación, comienzo el recorrido. A grandes rasgos, es una pequeña ciudad —que genera su propia energía, la cual pronto será abastecida por una nueva planta diésel que se encuentra en construcción—donde viven obreros, ingenieros y científicos, aproximadamente unas quinientas personas de diversos países.

El lugar funciona las veinticuatro horas, porque se intenta maximizar cada segundo; por esta razón, las zonas de habitaciones están especialmente organizadas de forma que, por un lado, se ubican los que duermen de día y, por otro, los que duermen de noche. El agua es traída por camiones, los cuales también se la llevan después de ser usada, como una forma de no contaminar ni impactar el ambiente.

ALMA es una cooperativa astronómica multinacional, cuyos principales actores son: representando a Europa la ESO (European Southern Observatory), a Norteamérica el NRAO (National Radio Astronomy Observatory) y a Asia del Este el NAOJ (National Astronomic Observatory of Japan). Se divide en tres partes: el centro de operaciones, el sitio de operaciones del conjunto de antenas y la sede central en Santiago.

<strong>EL CENTRO DE OPERACIONES</strong>

Además, este es el centro de las tareas de ensamblaje, integración y verificación de las antenas. El ensamblaje se hace en tres áreas separadas. Una para las antenas de Norteamérica (fabricadas por VERTEX), otra para las de Japón (fabricadas por MELCO) y otra para las de Europa (fabricadas por AEM).

Cabe señalar que los fabricantes son tres porque, antes de iniciarse el proyecto, se suponía que se realizaría una licitación, y la antena más conveniente se usaría para todo el proyecto. Pero por razones de tiempo y poca diferencia de valores, no hubo licitación y se encargaron antenas a los tres.

En este centro de operaciones se realizarán, finalmente, todas las actividades científicas, se operará el telescopio y se hará la mantención de las antenas. Ubicado a 2.900 metros sobre el nivel del mar, es el área donde se alojan todos los contratistas del sitio de ALMA y su personal.

<strong>EL SITIO DE OPERACIONES DEL CONJUNTO DE ANTENAS</strong>

En el llamado Llano de Chajnantor, ubicado a cinco mil metros de altura y a veintiocho  kilómetros del centro, se emplaza el sitio de operaciones, cuyo edificio se empezó a construir el 2005 y se terminó el 2007. Las operaciones humanas en este lugar son estrictamente limitadas, debido a la gran altura. El edificio posee sistema de presurizado, parecido al de los aviones y para operar fuera de este, hay que hacerlo con tanques de oxígeno.

En este edificio se alberga el Correlacionador, una súper computadora que recibe las señales digitalizadas de los radio telescopios, los procesa y los transmite al centro de operaciones a veintiocho kilómetros de distancia. Cuando el Correlacionador esté terminado, será la computadora más potente del mundo.

<strong>LAS ANTENAS</strong>

Ya en el interior de ALMA, puedo apreciar de cerca lo llamativo y lo que le da su sello a este complejo astronómico: las antenas. Es aquí donde surge la clásica pregunta ¿por qué antenas? Y la respuesta es sencilla, es por que estudiará el universo a longitudes de onda milimétricas y sub milimétricas, imposibles de ser captadas por el ojo humano. Las longitudes de las ondas que recibe se encuentran entre las ondas de luz infrarroja y las ondas de radio más largas.

La ausencia de una cúpula y un brillante espejo es lo que los diferencia, a simple vista, de  un telescopio óptico. Pero no es su única diferencia, en sus prestaciones también se diferencia: ALMA puede captar longitudes de onda de alrededor de un milímetro. Cerca de mil veces más largas que las de la luz visible. Esta información que recibe cada antena, es transmitida a una velocidad de ciento veinte gigabytes por segundo hacia el Correlacionador.

Cuando el proyecto esté terminado, tendrá cincuenta y cuatro antenas de doce metros de diámetro y doce de siete metros de diámetro, respectivamente. Una de las características es que las antenas pueden funcionar juntas, sincronizadas como un único potente radiotelescopio gigante.

El camión llamado “Transporter”, de dimensiones descomunales, es el encargado de transportar las antenas hacia Llano de Chajnantor, donde ya existen cerca de doscientos lugares llamados “fundaciones” que poseen energía y transmisión de datos. Es decir, las antenas durante su vida útil podrán ser movilizadas a las diferentes “fundaciones”, dependiendo de las necesidades de los astrónomos.

<strong>HANGAR EUROPEO</strong>

Como mi amigo Alessandro es ingeniero informático y trabaja en software para ALMA, pudo conseguirme una visita guiada al sitio de ensamblaje de las antenas europeas. Al entrar al hangar, con un casco en la cabeza, me cuentan que el detalle y la perfección es tal que un pequeño error puede volver inutilizable la antena.

Hay una máquina especializada que pone placas de una aleación de aluminio y acero por sobre toda la superficie y le da las cualidades de reflector; lo interesante de la máquina es que puede leer el código de barra de cada placa reconociendo así cuál debe ser su posición y cómo calibrarla.

A un lado del galpón, me muestran un motor del tamaño de un pequeño velador, que posee seis patas y por eso se llama Hexápodo. Es el responsable de darles el movimiento sutil y perfecto que se necesita para seguir la órbita de un astro en el cielo. Como el gran reflector se moviliza solo en forma horizontal y vertical, necesitaba otro desplazamiento que le diera la suavidad, para que los movimientos diagonales no dibujen una “escalera”. De gran utilidad, manejarlo es extremadamente difícil: Para dar una simple orden, se necesita programar con ecuaciones enormes.

La antena europea está construida, en su totalidad, de fibra de carbono, con soportes de una pieza, tipo mástil, desde el borde hacia el centro para sostener el receptor. Es espaciosa y con escaleras tipo barco; esto se debe a que el encargado de la forma era un diseñador italiano de barcos. Puro estilo.

Las antenas norteamericanas y asiáticas no son totalmente de fibra de carbono, sino que tienen una base de acero y el motor de la norteamericana es ciento por ciento mecánico, el cual emite sonidos y el de la asiática es mixto y emite ruidos leves. Pero la antena europea, con su motor magnético, es ciento por ciento silenciosa, ¡no produce ruidos!

<strong>ARRIBA DE UNA ANTENA</strong>

Tuve la suerte de entrar a una antena europea, donde impresiona la gran cantidad de botones de alarma para que todo se detenga, tanto dentro como fuera, ante una eventualidad. Es extremadamente peligroso, tanto para la persona como para la estructura, que alguien esté sobre la antena, o haya una puerta abierta o una escalera desplegada.

Por dentro, la antena tiene un sinnúmero de cables, que mediante un complejo sistema se evita que estos se enrollen al girar. La antena puede girar hasta un máximo de doscientos setenta grados para cada lado. Los frenos que existen solo se usan para fijar la antena. Cuando esta se encuentra en movimiento, los frenos nunca se activan.

Cuando la antena está ensamblada, operativa, probada y aceptada por los ingenieros de ALMA, es implementada con la electrónica (tecnología para captar ondas del cielo), que es la misma para todas las antenas y consta de dos partes que son claves: el Front End y el Back End. El Front End es el encargado de amplificar y digitalizar la señal que le llega, produciendo la menor interferencia posible; para esto, su funcionamiento se mantiene a 4 grados Kelvin, o -269 grados Celsius, casi el cero absoluto. El Back End es el encargado de sincronizar y transmitir la señal a la potente computadora llamada Correlacionador.

Tan importante es la sincronización, que como referencia tiene un preciso reloj atómico de hidrógeno, que le envía pulsos y, además, mediante láser se censa la fibra óptica constantemente, para conocer siempre su longitud, sin importar la contracción o expansión por los cambios de temperatura. Con el Front End y el Back End ubicados se deben realizar los ajustes en la superficie del reflector para que la captación de ondas sea perfecta.

<strong>EL TRANSPORTER</strong>

Uno de los requisitos de las antenas es calzar perfectamente en el Transporter, el cual las debe transportar los veintiocho kilómetros y dos mil cien metros de desnivel, pero siempre funcionando. Sí, leyó bien, funcionando. Las antenas no se pueden apagar, por lo que el Transporter les debe suministrar energía y llevarlas encendidas todo el tiempo.

Al acercarme a fotografiar de cerca el Transporter, que estaba en el centro de operaciones, Juan Carlos Salamanca, uno de los conductores, me dejó subir y me explicó  las características de este gigantesco vehículo: En el mundo hay solo dos Transporters, porque fueron creados especialmente para ALMA. Ellos tienen veinte metros de largo, diez de ancho y seis de alto. Sus veintiocho ruedas llaman poderosamente la atención, así como sus dos motores diésel de setecientos caballos de fuerza cada uno. El estanque de combustible es capaz de almacenar hasta tres mil litros.

Se llaman Otto y Lore, y fueron creados en Alemania, lugar en donde sus ocho conductores debieron tomar un curso especial, tanto para conducirlos como para manejarlos a control remoto. Además, debieron aprender la mantención y utilización de la tecnología de punta que emplea.

Su velocidad máxima es de veinte kilómetros por hora y transportando una antena pueden alcanzar los doce kilómetros por hora.

Cuando se realiza el transporte y se asciende, el oxigeno disminuye; por eso, para el conductor hay tanques de oxígeno para minimizar el efecto de hipoxia. Sin embargo, el cuerpo humano no es el único afectado, pues los motores pueden desarrollar apenas cuatrocientos cincuenta caballos de fuerza en estas condiciones.

<strong>DATOS CIENTÍFICOS</strong>

¿Qué puede ver ALMA que otros telescopios no? De una forma ilustrativa, y recordando que las antenas se pueden mover, si están muy juntas se obtiene gran sensibilidad y sería posible observar el Big Band. Al separarlas tenemos mayor resolución, con lo que se podría ver una mosca en Marte.

ALMA puede detectar ondas de hace trece mil años, pensando que el universo tiene trece mil setecientos millones, o sea, se puede ver casi el comienzo del universo. No se mide en distancia, ya que todo lo que se ve al mirar el cielo es el pasado, incluso al mirar estrellas a simple vista, pues lo que vemos es la luz que emitieron hace muchos años, que recién está llegando a nuestros ojos.

ALMA, luego de procesar las ondas, tiene la capacidad de captar moléculas y a través de estas se puede conocer el entorno donde estaban inmersas, la temperatura, los elementos con que actúa, etc., con lo que podrá entregar mapeos, creando imágenes no muy bonitas para los que no entendemos, pero muy interesantes para los científicos por que facilita la búsqueda de vida.

Cada antena trabaja con bandas, que son sensores que permiten captar diferentes ondas; haciendo una analogía, pueden ser como los cartridge de una impresora. ALMA es capaz de divisar detalles de una pelota de golf a quince kilómetros y esa precisión se logra usando la técnica de la holographia, que es la ciencia que hace que las ondas lleguen de buena manera al receptor. Esta técnica consiste en dejar perfectamente alineados los paneles de aleación sobre el reflector, con el margen de error máximo de un cuarto de pelo humano.

<strong>EN BUSCA DE VIDA</strong>

Muchos son los objetivos de ALMA (como conocer la formación de planetas y galaxias y el estudio de la cosmología y los teoremas), pero encontrar vida es el que causa mayor impacto social y también gran interés para muchos científicos. Ellos piensan que, debido a las características del telescopio, al poco tiempo de estar terminado se podrán encontrar los primeros pasos de lo que es la materia orgánica y quizás vida.

Otra de las ventajas es que se trabaja a la vanguardia, en cooperación con otros centros que están realizando descubrimientos de primera línea, por ejemplo, con el CERN, en la frontera franco–suiza, que hace poco tiempo descubrió partículas que viajan a mayor velocidad que la luz.

En este momento, el objetivo primario es terminar el proyecto, pero no hay un segundo que se pierda, por lo que ya están realizando observaciones desde septiembre del 2011 con el programa científico llamado Early Science, del cual se han desprendido las primeras imágenes.

Cabe decir que Chile, por ser país cooperador y donde se edifica este proyecto, cuenta con el diez por ciento del tiempo de observación, lo cual nos convierte en privilegiados y son nuestros científicos quienes deben aprovecharlo.

Los archivos de los descubrimientos se almacenarán no solo en Santiago, sino que en todo el mundo en los lugares llamados ARCs (ALMA Regional Centers). Por un periodo de un año pertenecerán al equipo que haya ganado el tiempo de observación y después estarán disponibles para cualquiera que desee utilizarlos

Este telescopio será, sin duda, un punto imperdible para quienes gustan de la astronomía. ALMA lo tiene muy claro, por esto ya posee un sector pensado y diseñado especialmente para visitantes, con una espectacular vista panorámica del desierto.

<em><strong>"¿Qué puede ver ALMA que otros telescopios no? De una forma ilustrativa, y recordando que las antenas se pueden mover, si están muy juntas se obtiene gran sensibilidad y sería posible observar el Big Band. Al separarlas tenemos mayor resolución, con lo que se podría ver una mosca en Marte."</strong></em>