¿Sabía que desde Piedecuesta se estudian los objetos celestes y los fenómenos astrofísicos que se emiten en el universo?
En el corazón del Parque Tecnológico Guatiguará (PTG) de la Universidad Industrial de Santander (UIS) avanza la consolidación del primer observatorio de radioastronomía de Colombia, un hito para la ciencia nacional. El proyecto, liderado desde el Grupo de Investigación en Control Electrónica Modelado y Simulación (CEMOS), fue diseñado y creado por Julián Rodríguez Ferreira, profesor e investigador de la UIS y doctor en Física, en conjunto con Elián Calderón Quintero, ingeniero electrónico y estudiante de la Maestría en Ingeniería de Telecomunicaciones, y David González, también estudiante de esta institución.
Si bien este lugar aún tiene detalles por definir y adecuar, ya opera con total normalidad. Según explica Rodríguez Ferreira, el objetivo principal es desarrollar la primera área de la radioastronomía en Colombia, al mismo tiempo que se desarrolla la infraestructura con talento UIS.
El grupo CEMOS, creado en 2001, debe su nombre a las áreas que orientan su quehacer: Control, Electrónica, Modelado y Simulación. Actualmente desarrolla seis líneas de investigación: supervisión experta, automatización y control; desarrollo de prototipos; bioingeniería e ingeniería biomédica; procesamiento digital de señales e imágenes; optimización y modelado; y aplicación de microondas a procesos fisicoquímicos. El grupo está adscrito a la Escuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y de Telecomunicaciones de la UIS.
La radioastronomía es la rama de la astronomía que estudia los objetos celestes y los fenómenos astrofísicos, midiendo su emisión de radiación electromagnética. Las ondas de radio provenientes del universo, son captadas por radiotelescopios (receptor de ondas y antena), que, a diferencia de los telescopios ópticos, no pueden registrar imágenes, sino medir la intensidad de las radioondas recibidas, normalmente en forma de una señal eléctrica a la salida del receptor o en el caso más sencillo, en forma de una señal de audio proporcionada por un altavoz.
“La radioastronomía es uno de esos oídos que tenemos para observar el universo porque son ondas de radio, entonces siempre las asociamos al sonido. A través de antenas se recibe la señal y genera una señal eléctrica del universo que es proporcional a eso que recibe”, señala.
El observatorio cuenta con un radio interferómetro, un sistema de varias antenas que, aunque están separadas, combinan electrónicamente sus señales para generar una imagen con la misma resolución que tendría un radiotelescopio del tamaño de la distancia entre ellas.
De acuerdo con Elián Calderón Quintero, ingeniero Electrónico UIS y estudiante de Maestría en Ingeniería de Telecomunicaciones, el radio interferómetro es el pilar de este radio observatorio.
Adicionalmente, este lugar, explica Calderón Quintero, cuenta “con una estación meteorológica, la cual mide variables ambientales como temperatura, humedad y las radio interferencias. Esto permite determinar las diferentes interferencias que vamos a tener en la señal, sobre todo para la antena de baja frecuencia”.
Antenas grandes y estratégicas
Aunque la radioastronomía permite captar la frecuencia del universo, ya que la radiación atraviesa las nubes, el profesor Rodríguez Ferreira dice que para lograr la captación de estas señales eléctricas debe realizarse en lugares abiertos, preferiblemente que se tenga la menor cantidad de nubes posible y con antenas en grandes dimensiones; esto permite captar las diversas frecuencias que emite el universo.
“El proyecto empezó a idearse desde el 2016. Primero, se buscaron personas con formación e interés en la astronomía. Además, estudiantes que sintieran interés en este tema y que fortalecieran su formación en el área. Durante todos estos años hemos desarrollado la infraestructura del radio, todos los equipos y los sistemas, físicamente se han ido construyendo aquí, porque es tecnología desarrollada en Colombia por colombianos. Eso es una cosa muy importante de destacar y en ese camino hemos ido aprendiendo, hemos ido formando gente”, dice Rodríguez Ferreira.
El radio observatorio hace parte del Programa Radioastronómico Antártico Colombiano (PRAC). Está ubicado en el PTG y opera 24 horas al día los 7 días de la semana, sin importar las condiciones climatológicas. Cuenta con dos antenas de 25 centímetros de diámetro cada una. Su ubicación debe ser estratégica.
Según Calderón Quintero, el shelter, que es el instrumento que realiza la medición y la toma de datos y transmisión, tiene un radioenlace que permite la comunicación directa por medio de internet para poder monitorear todo de manera remota.
“Adicionalmente, contamos con el monitoreo y control de las antenas, las cuales tienen dos ejes de movimientos, que es azimut y elevación. Esto es lo que nos permite poder siempre orientar las antenas a donde nosotros queremos observar. Actualmente están siguiendo el Sol, entonces, cada vez que el Sol se mueve, las antenas lo van a seguir y van a tomar el dato”, afirma Calderón Quintero.
En 2017, el proyecto obtuvo una financiación por parte de la Agencia Nacional del Espectro (ANE), la Vicerrectoría de Investigación y Extensión, y actualmente por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.
El radio interferómetro se encuentra en una fase inicial y etapa de calibración del sistema. Será un instrumento que medirá y validará en campo, haciendo directamente observaciones astronómicas como a las estrellas y galaxias, entre otras.
Avistamiento en el páramo
Con el propósito de ampliar la detección de ondas de radio provenientes de objetos celestes, el equipo de investigadores llevó un radiotelescopio a zonas cercanas al Páramo de Santurbán. Este lugar fue elegido gracias a sus condiciones geográficas y la calidad de su cielo, que ofrecen un entorno ideal para la captación de señales de radio.
“En el Páramo de Santurbán creemos que, por sus condiciones geográficas y calidad del cielo para señales de radio, hay lugares bastante interesantes donde queremos instalar nuestro radio observatorio”, señala el profesor Julián.
Aunque en esta zona de Santander ya se han registrado algunos avistamientos, los investigadores no instalarán por ahora una antena en este lugar. En cambio, en el Parque Tecnológico Guatiguará continúan las labores de calibración de los instrumentos, con el objetivo de que la Universidad consolide el primer observatorio profesional de radioastronomía en Colombia, impulsado con talento UIS.
Los sonidos desde el Polo Sur
Pero su proyecto ya traspasó fronteras. El profesor Julián y Elián lograron instalar una antena de radioastronomía de baja frecuencia en la Antártida, durante la undécima Expedición Antártica de Colombia.
Son los primeros científicos colombianos en desarrollar el primer proyecto de astronomía observacional de Colombia en este lugar. Para esto, instalaron un radiotelescopio en la Estación Científica Polar Glaciar Unión, bajo condiciones climáticas como las que tiene el Polo Sur, para estudiar las señales cercanas al origen del universo desde el lugar.
“Desarrollamos nuestro radiotelescopio y lo dejamos funcionando allá desde hace más de un año. En Colombia realmente somos muy pocos los investigadores que hemos logrado ese nivel, tres o cuatro proyectos han logrado, pero el nuestro es el que ha durado más tiempo. Eso es un hito”, precisa Rodríguez Ferreira.
Hacer e instalar esta antena no fue sencillo. Rodríguez Ferreira cuenta que fue una odisea. Por una parte, llevar la maleta con la antena y, por otro, lograr que funcionara debido a las condiciones climáticas extremas.
“Todo es 1000 veces más difícil. Es solo caminar hasta el lugar, ir hasta el sitio a instalarlo. O sea, solamente andar 100 metros, eso es una proeza. Entonces, a nosotros nos toca hacer expediciones para ir dejando las partes. Se dejó el equipo un par de noches y días, volver a recuperarlo y mirar los datos”, explica el profesor e investigador UIS.
Después de tres intentos en tres misiones diferentes, las cuentas dieron, obtuvieron la medición matemática que les permitió alcanzar la resistencia del hielo en el casquete polar.
Y es que es poca la información sobre estas mediciones en el continente blanco. Los últimos reportes hallados datan a los años 70 y 80, lo que significa que esto será un aporte a la comunidad científica y en todas las áreas, porque esto no es solamente para hacer la astronomía, ese valor les sirve a los glaciólogos y otras áreas del conocimiento.
La instalación de esta antena fue un punto estratégico, explica Calderón Quintero, debido a la baja contaminación de RFI. “En este lugar el nivel de interferencia con respecto a Bucaramanga es mil veces menos. Esto es un punto estratégico para tener ese radiotelescopio ubicado allá. Esto nos da el potencial para dejar de manera continua el instrumento en este lugar y monitorearla de manera remota, desde cualquier parte del mundo”.
