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Radioastron, el radiotelescopio espacial

Desde hace más de una década, Rusia planea lanzar el primer radiotelescopio espacial. La misión se denominaRadioAstronSpektr-R y ha sido pospuesta en innumerables ocasiones, pero parece que por fin será lanzada el próximo 20 de junio.
RadioAstron/Spektr-R (NPO Lávochkin).  

Hay muchos observatorios espaciales que estudian todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (ultravioleta, rayos X, rayos gamma, visible, infrarrojo, etc.), pero no existen radiotelescopios espaciales. Y por una buena razón: a diferencia de lo que ocurre en otras frecuencias, la atmósfera terrestre es básicamente transparente a las ondas de radio. Además, la distorsión atmosférica que arruina las imágenes en el visible o infrarrojo desaparece cuando trabajamos en radio.

Por lo tanto, no existe ninguna necesidad de lanzar radiotelescopios al espacio. ¿Para qué vamos a gastar el dinero en poner en órbita una pequeña antena si podemos destinar ese dinero a construir grandes instrumentos en la Tierra por una fracción del coste de una misión espacial? Pues hay una buena razón y se llamainterferometría de muy larga baseVLBI (Very Long Baseline Interferometry). La resolución de un telescopio o radiotelescopio -esto es, el tamaño del objeto más pequeño que se puede resolver- viene dada por dos parámetros muy simples: la longitud de onda observada y el tamaño de la antena o el espejo/lente. La interferometría permite crear telescopios con un poder de resolución similar a la distancia que los separa. Desde hace décadas, este sistema se emplea regularmente para combinar las señales de radiotelescopios muy alejados entre sí, obteniéndose un instrumento con un tamaño equivalente a varios miles de kilómetros. Sin embargo, este método tiene una limitación obvia: la antena equivalente no puede ser más grande que el diámetro de la Tierra. Pero si ponemos un telescopio en órbita la cosa cambia, ya que podrá estar situado a casi cualquier distancia que deseemos.



Interferometría de muuuuuuy larga base con RadioAstron (NPO Lavochkin).

Hay un factor adicional que no hemos mencionado pero que resulta de importancia crucial. Hablamos del tamaño de la antena. Aunque la resolución sólo depende de la separación de las antenas, la sensibilidad es función directa del área de las mismas. Dicho de otro modo, un radiotelescopio espacial resulta útil a la hora de observar radiofuentes astronómicas muy brillantes o si se emplea en combinación con grandes radiotelescopios terrestres, pero no es tan espectacular si queremos estudiar objetos débiles.

Para aprovechar la técnica interferómetrica, RadioAstron estará situado en una órbita elíptica con un apogeo de 350 000 km, es decir, casi a la distancia de la Luna (!). El satélite usa una antena de diez metros de diámetro, mayor que el diámetro de las cofias de los cohetes actualmente en servicio, por lo que se trata de un diseño plegable formado por 27 pétalos de fibra de carbono. Con estas características, RadioAstron será capaz de obtener una resolución de hasta 8 millonésimas de segundo de arco en la longitud de onda de 1,35 cm (la más corta de las observadas).


RadioAstron (RadioAstron).





Despliegue de la antena (Vesti).

RadioAstron tiene una masa al lanzamiento de 3850 kg (3295 en órbita) y una antena de 10 metros de diámetro y 4,3 metros de focal. Su órbita será de 10000 x 350000 km, con una inclinación de 51,6º -la habitual para los satélites lanzados desde Baikonur- y un periodo de 9,5 días. En realidad, la órbita no es estable, ya que el perigeo variará entre los 10000-70000 km, mientras que el apogeo oscilará entre los 350000 km y los 390000 km. Observará el cielo en cuatro longitudes de onda, cada una de ellas captada mediante instrumentos construidos por distintos países: 1,35 cm (Finlandia, EEUU y Rusia) , 6,2 cm (Rusia), 18 cm (Australia) y 92 cm (India y Rusia).



Características observacionales de RadioAstron (RadioAstron).

La agencia espacial europea (ESA) colabora con el calibrador de frecuencia estándar de rubidio. Además, se podrán usar simultáneamente los datos de hasta cuatro estaciones terrestres en conjunción con RadioAstron. Numerosos radiotelescopios de todo el mundo participarán en el proyecto, pero sólo habrá cuatro estaciones seguimiento principal: Green Bank (EEUU), Medvezhnie Ozyora (Moscú, Rusia), Usuriysk (Rusia) y Parkes (Australia).


Variación de la órbita de Spektr-R con el tiempo (RadioAstron).



Radiotelescopios que podrían participar en el proyecto RadioAstron (RadioAstron).



Plataforma Navigator de NPO Lávochkin (NPO Lávochkin).

El objetivo prioritario de RadioAstron serán los núcleos de galaxias activas (AGN, Active Galactic Nuclei), fuentes muy compactas que emiten intensamente en radio (y en otras longitudes de onda). Se supone que la mayoría de los AGN tienen en su centro agujeros negros supermasivos, así que el estudio de estas fuentes en alta resolución resulta muy interesante para gran número de ramas de la física. En nuestra galaxia, RadioAstron observará sistemas binarios formados por púlsares (estrellas de neutrones) y agujeros negros.

El proyecto Spektr-R nació a finales de los 80 en pleno apogeo del programa espacial científico soviético como una iniciativa del centro de investigaciones espaciales P.N. Lebedev de la Academia de Ciencias. Lamentablemente, el colapso de la URSS en 1991 obligó a postergar su desarrollo indefinidamente. La empresa NPO Lávochkin, encargada de su diseño, relanzaría el proyecto con ayuda de la agencia espacial rusa Roskosmos y variada cooperación internacional. El satélite pasaría a utilizar ahora una plataforma Navigator en vez de la Prognoz-EW original. También se decidió lanzarlo mediante un cohete Zenit-3F en vez del Protón-K/Blok-DM-2. En junio de 2009 se llevaron a cabo en Baikonur varias pruebas con una maqueta del Spektr-R de cara a un lanzamiento ese mismo año, pero la misión fue retrasada en varias ocasiones.


Aspecto original del Spektr-R con la plataforma Prognoz (RadioAstron).


Maqueta del Spektr-R en Baikonur durante unas pruebas en junio de 2009 (Roskosmos).

Por fin, el pasado 20 de enero despegó el primer Zenit-3F con el satélite Elektro-L, que además también hace uso de la plataforma Navigator del Spektr-R. Este lanzamiento ha allanado el camino a la misión RadioAstron. El primer radiotelescopio espacial está a punto de hacerse realidad.

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