La configuración del SKA

Cómo el SKA se extenderá a través de dos continentes

Un enorme desafío logístico

El área de recolección total del SKA será de alrededor de un kilómetro cuadrado, o 1.000.000 metros cuadrados. Esto hará del SKA el mayor conjunto de radiotelescopios que se haya construido jamás. Para lograrlo, el SKA utilizará miles de antenas parabólicas (“dishes”) de alta frecuencia y muchos “aperture arrays” (conjuntos de apertura) de baja y media frecuencia.

En lugar de agruparse en un núcleo central, los telescopios se dispondrán en múltiples configuraciones con forma de brazos espirales. Las antenas parabólicas se extenderán a lo largo de grandes distancias desde el núcleo central, creando lo que se denomina un interferómetro de larga línea de base.

En un interferómetro, un conjunto de antenas apunta a un mismo lugar del cielo. La señal llega a cada antena con un cierto desfase de tiempo que depende de la distancia física entre estas. Grandes ordenadores son capaces de combinar este conjunto de señales para alcanzar una resolución similar a la que tendría una gran antena parabólica de tamaño igual a la máxima distancia existente entre antenas.

Por tanto, las técnicas de interferometría permiten a los astrónomos emular un telescopio con un tamaño igual a la máxima separación entre los telescopios que conforman el conjunto, o si es necesario, solo la distancia entre un subconjunto, o de múltiples subconjuntos del conjunto principal.

De esta manera no es necesario construir una enorme antena, algo bastante inoperativo. Gracias a la flexibidad de la interferometría se puede actuar como si se tuviera un telescopio gigantesco, o como si se dispusiera de pequeños telescopios múltiples o como una combinación de ellos.

Las diferentes antenas que conformarán el SKA se dispondrán geográficamente en forma de espiral. Esta especial disposición fue elegida después de un estudio científico cuyo objetivo era el de optimizar la configuración para obtener los mejores posibles resultados científicos.

Esta configuración en espiral permite establecer diferentes distancias y ángulos entre los receptores (baselines), ofreciendo una excepcional resolución en sus imágenes.

En realidad, el diseño perfecto sería disponer espacialmente las antenas de manera aleatoria. Esto maximizaría el número de posibles diferentes líneas de base y ángulos entre las antenas. Sin embargo, desde un punto de vista práctico, la construcción sería muy compleja. La disposición en forma espiral es el mejor compromiso entre la máxima resolución posible y el mínimo coste exigido. Esta configuración en espiral permite establecer diferentes distancias y ángulos entre los receptores (baselines), ofreciendo una excepcional resolución en sus imágenes.

Mientras las antenas de alta frecuencia (parabólicas) se situarán cubriendo miles de kilómetros en África (a lo largo de varios países), las antenas de los aperture arrays se concentrarán en núcleos de unos 200 kilómetros de extensión, tanto en África como en Australia.

Cada antena se conectará a un núcleo central de computación. Este será capaz de combinar los datos precedentes de cada receptor, correlacionarlos, y procesarlos en un conjunto de paquetes de datos. Estos serán transportados alrededor del planeta por enlaces de alta velocidad hasta las pantallas de los investigadores que podrán trabajar de manera eficiente en la inmensa cantidad de datos que ofrecerá el mayor radiotelescopio del planeta.

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