Un paso más cerca del observatorio de rayos gamma de Canarias

Presentación de la industrialización de las cámaras para los telescopios grandes LST del observatorio CTA.

• El observatorio CTA (Red de Telescopios Cherenkov) es un proyecto científico internacional en el que participan más de 1.400 científicos e ingenieros de 32 países. 
• Las cámaras fabricadas para los telescopios cuentan con más de 5.000 piezas diferentes, 265 multiplicadores y un peso de 2 toneladas y estarán suspendidas sobre telescopios de más de 20 metros de diámetro y a una altura de 60 metros sobre el suelo.
• El tejido industrial español, así como la colaboración y la transferencia de conocimiento entre la comunidad científica y el sector industrial han sido clave en la fabricación de las cámaras.

Madrid, 29 de octubre de 2021.

ARQUIMEA, compañía tecnológica que opera en sectores de alta exigencia en todo el mundo, compartió en sus instalaciones de Torrejón de Ardoz (Madrid) el resultado de la industrialización de las cámaras de los telescopios grandes del observatorio de rayos gamma Cherenkov Telescope Array (CTA) que se ubicará en la isla de La Palma, Canarias.

El evento ha contado con la asistencia de miembros del consorcio internacional CTA y de los centros de investigación que forman parte del proyecto, entre los que se encuentra el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR) de la Universidad de Tokio. Así mismo, estuvieron presentes representantes del Ministerio de Ciencia e Innovación,

Las cámaras se han diseñado y fabricado para cumplir los objetivos científicos de CTA y cubrir las necesidades operacionales del observatorio y estándares de calidad y seguridad más exigentes. Cada cámara se ha diseñado para ser lo más compacta, ligera y eficiente posible al tiempo que proporciona un rendimiento óptimo de detección de la energía. 

Cada cámara de 9m2 irá suspendida sobre los telescopios de 20 m de diámetro, cuenta con 265 multiplicadores y pesa dos toneladas. Las cámaras se basan en un diseño modular con todos los sensores y la electrónica a bordo, lista para ser instalada en el anillo de fibra de carbono del telescopio.

Arquimea, gracias a su amplia experiencia en diseño y fabricación de mecatrónica de precisión y de alto valor añadido, recibió la adjudicación del contrato lanzado por el IAC para la fabricación, montaje, integración y pruebas de las más de 5.000 piezas diferentes que componen cada cámara. El objetivo era seguir un enfoque de producción en serie, con un sistema de control de calidad certificado, al tiempo que se colaboraba con CIEMAT (responsables del diseño y fabricación de la cámara del telescopio prototipo ya operativo en La Palma), en la implementación de modificaciones en el diseño para facilitar la fabricación, integración y mantenimiento de los equipos.

En palabras de Diego Fernández, presidente de Arquimea “España cuenta con el tejido industrial, la experiencia y la tecnología para liderar proyectos científicos de gran envergadura. La colaboración entre ciencia e industria ha sido clave en la construcción de las cámaras. Desde ARQUIMEA estamos orgullosos de haber participado en un proyecto de esta magnitud y de contribuir a que podamos seguir estudiando las fronteras de la física, de nuestra galaxia y del universo”.

Por su parte, Carlos Alejandre, director del CIEMAT destacó “En el CIEMAT somos plenamente conscientes del alto interés para la sociedad de la colaboración público-privada capaz de poner capacidades y tecnologías punta en manos de la industria, y creemos en la importancia que tiene promover tal colaboración para llevar a cabo un cambio de modelo económico hacia uno basado en el conocimiento.

Este proyecto es un claro y exitoso ejemplo de cómo nuestro compromiso con esta visión se puede materializar en proyectos de un gran atractivo para la sociedad y que ponen en valor muchos años de dedicación a la I+D+i y de inversión de fondos públicos»

Como destaca Javier Herrera, gestor del proyecto desde el el IAC «El contrato lanzado por el IAC para la producción de las mecánicas de cámaras de los telescopios LST-2, LST-3 y LST-4 ha sido un ejemplo del proceso de transferencia de tecnología que se persigue en el proyecto, donde desde un prototipo diseñado por instituciones científicas se ha pasado a una producción industrializada por empresas tecnológicas, europeas y especialmente españolas». 

 

Reto de ingeniería y fabricación mecánica y electrónica.

Las cámaras son una pieza clave de los telescopios. Los LST cuentan con una superficie reflectante parabólica de 23 m de diámetro, sujeta por una estructura tubular de fibra de carbono reforzada y tubos de acero. La superficie reflectante, de 400 m2, recoge la luz Cherenkov y la enfoca dentro de la cámara del telescopio, donde los tubos fotomultiplicadores convierten la luz en señales eléctricas que pueden ser procesadas por electrónica específica para recoger información fundamental para su estudio y análisis. Aunque el LST-1 tiene una altura de 45 m y pesa alrededor de 100 toneladas, es extremadamente veloz, con la capacidad de reposicionarse en 20 segundos para capturar señales de corta duración de rayos gamma de baja energía.

 

Más de 100 telescopios para medir los rayos gamma de muy alta energía.

El observatorio Cherenkov Telescope Array (CTA) es una iniciativa global para construir el mayor y más potente observatorio de rayos gamma del mundo en el que participan más de 1.400 científicos e ingenieros de 32 países.

El observatorio estará formado por más de 100 telescopios distribuidos en dos zonas. La red del hemisferio norte estará ubicada en el Observatorio Roque de los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en La Palma, España. El del hemisferio sur estará ubicado en Chile, en el desierto de Atacama.

El observatorio contará con tres tipos de telescopio para medir diferentes tipos de rayos gamma: lo más grandes de 23m de diámetro, los medianos de 12m de diámetro y los pequeños de 6m dedicados a capturar los fotones de mayor energía.

El potencial científico del observatorio CTA es muy amplio, desde el entendimiento del papel de las partículas cósmicas relativistas hasta la búsqueda de materia oscura. El Observatorio CTA detectará radiación de alta energía con una precisión sin precedentes y sensibilidad aproximadamente diez veces superior a la de los instrumentos actuales, proporcionando datos y nuevos conocimientos sobre los eventos más extremos del universo.

 

Sobre CIEMAT.

El CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) es un Organismo Público de Investigación adscrito al Ministerio de Ciencia e Innovación a través de la Secretaría General de Investigación, focalizado principalmente en los ámbitos de la energía y el medio ambiente y los campos tecnológicos relacionados con ambos. 

Su misión es contribuir al desarrollo sostenible de España y a la calidad de vida de los ciudadanos mediante la generación y aplicación del conocimiento científico y tecnológico en las áreas científico-técnicas en las que desarrolla su actividad.

 

Proyecto financiado con fondos FEDER.

Contrato financiado por el proyecto «Los cuatro Large Size Telescopes (LST) del CTA-Norte en el ORM” de referencia ESFRI-2017-IAC-12 del Ministerio de Ciencia e Innovación, co-financiado en un 85% con Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER) del Programa Operativo de Crecimiento Inteligente 2014-2020, y en un 15% por el Gobierno de Canarias a través de la Consejería de Economía, Conocimiento y Empleo.