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Finaliza el ensamblaje del primer prototipo de antena de SKA

El primer prototipo de antena completamente ensamblada de SKA (SKA-P) durante el taller de integración del CETC54 celebrado en Shijiazhuang, China. Crédito: SKA Organisation.

Shijiazhuang, China. El pasado martes 6 de febrero, el Viceministro del Ministerio de Ciencia y Tecnología de China presentó la primera antena completamente ensamblada de SKA. A la ceremonia, que tuvo lugar en Shijiazhuang (China), asistieron representantes de los países implicados y de la SKA Organisation. Esta antena es uno de los dos prototipos finales que se pondrán a prueba antes de la construcción de un primer conjunto de antenas (array) interconectadas.

En un hito de gran relevancia para el proyecto SKA, el 54º Instituto de Investigación de la Corporación del Grupo Tecnológico de Electrónica de China (CETC54, por sus siglas en inglés), ha completado el ensamblaje estructural de la primera antena de tipo disco de SKA, reuniendo componentes de China, Alemania e Italia.

La vanguardista antena de 15 metros de diámetro fue presentada el 6 de febrero en una ceremonia en Shijiazhuang, China, presidida por la SKA Organisation y por la Oficina de SKA de China, y organizada por el Joint Laboratory for Radio Astronomy Technology (JLRAT) y el Consorcio Dish (Disco) de SKA, con el respaldo del Ministerio de Ciencia y Tecnología de China (MOST), la Academia China de las Ciencias, la Fundación China de Ciencia Natural Nacional y el grupo CETC.

«Es un gran logro para todos los socios implicados», señalaba Philip Diamond, Director General de la SKA Organisation (SKAO), quien está supervisando el proyecto. «Tras muchos años de duro trabajo en el diseño, finalmente tenemos una antena de SKA  construida, y ello gracias a la colaboración internacional entre China, Alemania e Italia, lo que representa muy bien la naturaleza global del proyecto SKA».

«Nuestros colaboradores chinos tienen unos recursos excelentes. Han demostrado que poseen la tecnología y la capacidad de construir un telescopio con las especificaciones que SKA requiere», añade Mark Harman, Jefe de Proyecto de la SKA Organisation para el Consorcio Dish.

Un esfuerzo internacional a lo largo de 18 zonas horarias.

Este año veremos la culminación del esfuerzo llevado a cabo durante 3 años por un consorcio internacional, que cuenta con instituciones chinas actuando como líderes del consorcio, Australia, Canadá, Francia, Alemania, Italia, Sudáfrica, España, Reino Unido y Suecia, supervisado por la SKA Organisation.

Para llegar a este punto, se ha llevado a cabo un intenso trabajo a lo largo de estas 18 zonas horarias, con la participación de numerosos grupos de todo el mundo, con objeto de construir un prototipo de una antena completamente funcional.

CETC54 ha liderado el diseño y la producción de la antena prototipo, en concreto, la producción de su reflector de alta precisión, el sub-reflector, la estructura de refuerzo y el pedestal.

«Es un método consolidado, desarrollado por el CETC54. Aplicado a la antena de SKA, nos permite alcanzar y mantener una superficie de la antena que tenga un alto nivel de precisión y consistencia en todos los paneles», comentó Wang Feng, del JLRAT, recientemente nombrado líder del Consorcio Dish de SKA.

En Mainz, Alemania, MT Mechatronics (MTM) ha diseñado y manufacturado el hardware y la componente electrónica necesaria para mover la antena (como por ejemplo, las unidades de disco y los sistemas electrónicos).

En Italia, cerca de Nápoles, La Sociedad Aeroespacial Mediterránea (SAM) ha estado trabajando en el diseño y producción del indexador de alimentación, un componente electromecánico que dará soporte a varios receptores y los moverá para alinearlos con la óptica de la antena cuando sea necesario, dependiendo de las observaciones.

«El indexador de alimentación es una parte muy innovadora de la antena, la primera de su tipo. Hemos tenido estrictos requerimientos, ya que el indexador necesita moverse con alta precisión para posicionar los receptores con una exactitud submilimétrica. Además, necesita ser capaz de mantener cargas pesadas, como por ejemplo, el receptor de Banda 1, que por sí solo ya pesa 165 kg», explica Renato Aurigemma, el coordinador del equipo de la SAM.

El 6 de febrero, por primera vez, todos estos componentes se unieron en el taller de integración del CETC54 para evaluar cómo se comporta la estructura completa.

«Pondremos la antena a prueba en todos sus aspectos para ver cómo responde a diferentes comandos y observar si se comporta como esperamos», añade Wang Feng. «Esto nos permitirá detectar cualquier discrepancia y mejorar el diseño, si es necesario. El siguiente paso será probar la antena in situ junto con su instrumentación».

En los próximos meses, una segunda antena actualmente en construcción en el CETC54 y financiada por la Sociedad Max Planck alemana, será enviada a Sudáfrica y ensamblada en el emplazamiento sudafricano de SKA, donde se equipará con su instrumentación y se usará para realizar observaciones reales por primera vez, para poner a prueba su funcionamiento y calibrar todos los sistemas.

Instrumentación y control

El Observatorio Espacial de Onsala, en la Universidad de Tecnología de Chalmers (Suiza), la empresa EMSS Antennas de Stellenbosch (Sudáfrica) y la Universidad de Oxford y el Science and Technology Facilities Council, STFC, (Reino Unido) han trabajado en los diferentes receptores que se instalarán en esta segunda antena, cubriendo un amplio rango de frecuencias que va desde los 350 MHz hasta los 15.3 GHz.

El Instituto Nacional de AstroFísica (INAF) italiano, que desarrolla el software de observación, coordinación y control de los subsistemas de la antena, un grupo de ingenieros del Consejo Nacional de Investigación (NRC, por sus siglas en inglés) de Canadá que está desarrollando el equipo que digitaliza las señales captadas por cada uno de los 5 receptores y la Universidad de Burdeos, en Francia, que aporta su experiencia en digitalización de señales de alta frecuencia, son otros de los institutos involucrados.

Primera construcción

El prototipo de antena de SKA, presentado el pasado 6 de febrero, forma parte de la fase de Revisión Crítica de Diseño del consorcio, la fase final de diseño antes de comenzar la construcción. Esta antena y la financiada por el Max-Planck, son los precursores finales de una serie de 6 antenas de SKA que formarán el primer conjunto de antenas (EPA, por sus siglas en inglés), que se espera que esté ubicado en su localización desde 2019 bajo el liderazgo de la SKA Organisation.

Este EPA se utilizará para ver cómo se comporta un conjunto de antenas (array) en funcionamiento, permitiendo a los ingenieros detectar cualquier problema de diseño o construcción de cara a la producción a gran escala. Además, por primera vez, permitirá integrar antenas con otros prototipos de otros elementos críticos de SKA proporcionados por las instituciones que los han diseñado, como son la Red de Transporte de la Señal y los Datos, el Procesador Central de la Señal, donde se unen las señales de todas las antenas, el Procesador de Datos Científicos  y el software de Gestión del Telescopio, necesario para enviar órdenes a las antenas y controlar en qué estado se encuentran.

Contacto

En España:
Lourdes Verdes-Montenegro
Coordinadora de la participación española en el proyecto SKA.
Instituto de Astrofísica de Andalucía.
+34 958 12 13 11
lourdes@iaa.es

En la SKAO:
William Garnier
Director de Comunicaciones, Divulgación y Educación. SKA Organisation.
+44 161 306 9613
+44 7814 908 932
w.garnier@skatelescope.org

 

Sobre el Consorcio Dish

El consorcio Dish de SKA es el responsable del diseño y verificación de la estructura de la antena, la óptica, los paquetes de alimentación, los receptores y todos aquellos sistemas de soporte e infraestructura que serán necesarios para la producción de las 133 antenas de SKA-mid de la Fase 1 de construcción de SKA. El diseño elegido para las antenas de SKA es una colaboración chino-alemana entre el CETC54 y MT Mechatronics. El consorcio está liderado por JLRAT en China.
Más información

Sobre SKA en España

España participa en actividades relativas al SKA desde los años 1990. En noviembre de 2011, el MICINN aprobó la financiación del estudio de viabilidad de la participación española en SKA (proyecto VIA-SKA), y desde 2012 numerosos científicos e ingenieros españoles participan en diferentes grupos de trabajo del SKA.

Actualmente, 26 investigadores de 10 centros españoles participan en 9 de los 11 principales grupos científicos del SKA, y 119 investigadores de 40 centros españoles han participado en el Libro Blanco Español del SKA.

A nivel de investigación en tecnología, 11 centros de investigación españoles y 12 empresas de tecnología están contribuyendo a los trabajos de diseño del SKA en 7 consorcios internacionales (Discos, Transporte de Datos y Señales, Procesador Central de Señales, Procesador de Datos Científicos, Gestión del Telescopio, Infraestructuras Sudáfrica e Infraestructuras Australia), con una participación hasta 2015 estimada en ~2 millones de euros, reconocida por la Junta Directiva del SKA. España es también un miembro del SKA Communications and Outreach Network (SKACON).

Desde octubre de 2013, un representante de MINECO es invitado de forma regular a las reuniones del Consejo Directivo de SKA. En 2016, se elaboró un informe sobre la participación española en el SKA, que fue evaluado positivamente por la Secretaría de Estado. A esto le han seguido negociaciones con la SKA Organization para encontrar la mejor manera de que España entre a formar parte de SKA como «Full Member» (Miembro de Pleno Derecho).

Se cuenta con participación española en diferentes grupos de trabajo, como el de Energía, o el grupo de coordinación de los Centros de Datos Regionales. Recientemente, España ha sido invitada a participar en las reuniones de trabajo para establecer el Tratado Internacional para regir el observatorio.

Sobre SKA

El proyecto Square Kilometre Array (SKA) es un esfuerzo internacional para construir el radiotelescopio más grande del mundo, liderado por la SKA Organisation, situada en el Observatorio de Jodrell Bank, cerca de Manchester. El SKA llevará a cabo ciencia transformacional para mejorar nuestro entendimiento del Universo y las leyes fundamentales de la física, observando el cielo con un detalle sin precedente y trazando un mapa celeste cientos de veces más rápido que cualquier instalación actual.

El SKA no es un único telescopio, sino una colección de telescopios o instrumentos, llamados array (conjunto), distribuidos a lo largo de grandes distancias. El SKA se construirá en dos fases. La Fase 1 (SKA1) en Sudáfrica y Australia y la Fase 2 (SKA2), en la que se expandirá a otros países del continente africano, así como la expansión de la componente australiana.

Con el apoyo de 10 países miembros (Australia, Canadá China, India, Italia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, Suecia, Países Bajos y Reino Unido), la SKA Organisation ha reunido en el diseño y desarrollo del telescopio a algunos de los mejores científicos, ingenieros responsables políticos del mundo y a más de 100 empresas e instituciones de investigación a lo largo de 20 países. El comienzo de la construcción de SKA está previsto para 2019, esperando las primeras observaciones a comienzos de la década de 2020.

Noticia original: https://www.skatelescope.org/news/first-ska-prototype-dish-assembled/