Dos ojos, dos vistas del cosmos: el radiotelescopio más grande de Europa encuentra una nueva función
La «meteorología espacial» hace referencia a los fenómenos que se producen en el Sol y en la magnetosfera, la ionosfera y la termosfera terrestres y que derivan de la actividad solar. Son ejemplos de ellos las erupciones, las eyecciones de masa coronal, los vientos solares y la emisión de partículas energéticas. «Para estudiar los fenómenos meteorológicos espaciales, necesitamos poder observar los acontecimientos que se producen en distintas regiones de nuestro Sistema Solar y en distintas escalas temporales», señala Carla Baldovin, responsable del proyecto LOFAR4SW, financiado con fondos europeos. «Lo ideal sería realizar el seguimiento de todas las cadenas de fenómenos que se originan en el Sol, cómo se desarrollan en el gran espacio que separa la Tierra del Sol y cómo afectan a nuestra ionosfera».
Preparación del mayor radiotelescopio para una nueva función en el espacio
Observar todos estos procesos de forma simultánea utilizando un único telescopio es difícil. Ahí es donde entra LOFAR4SW. «El equipo del proyecto LOFAR4SW planeó una mejora considerable para el telescopio de matriz de baja frecuencia (LOFAR, por sus siglas en inglés). Además de detectar ondas de radio de fuentes de radio astronómicas, el telescopio asumirá una nueva función en paralelo: servirá como sistema meteorológico espacial que observará a la vez el Sol, la heliosfera y la ionosfera», comenta Baldovin. En la actualidad, LOFAR es el radiotelescopio más grande del mundo; está formado por una red de antenas cuyo núcleo central se encuentra en los Países Bajos y que se extiende por otros siete países europeos. Gracias al uso de un novedoso diseño de matriz en fase, abarca el rango de baja frecuencia de 10 a 240 MHz, muy poco explorado, y se utiliza para distintos casos de uso astrofísicos. A diferencia de los telescopios de una sola antena, LOFAR es una red de sensores multipropósito con una innovadora infraestructura de red e informática que puede gestionar volúmenes de datos extremadamente grandes. «Gracias a la tecnología de matriz de fase, LOFAR pasa a ser un instrumento flexible, lo que abre la posibilidad de diseñar un sistema totalmente independiente que puede funcionar como sistema meteorológico espacial junto con casos de uso astronómico utilizando una versión mejorada del “hardware” actual», explica Baldovin.
El ajuste de la tecnología de antenas para crear dos haces
Una parte fundamental de la mejora lograda por el equipo de LOFAR4SW fue el rediseño de las antenas de banda alta de LOFAR. «Al modificar el sistema de conformación de haces analógico, logramos crear un prototipo de antena de banda alta capaz de producir dos haces que pueden orientarse en direcciones distintas», añade Baldovin. «La idea en la que se basaba la mejora del “hardware” era proporcionar a las antenas de banda alta la capacidad de producir dos haces independientes, orientados hacia dos objetos distintos en el cielo a la vez: un haz dedicado a la radioastronomía y el otro a la observación meteorológica espacial. Sería como ofrecer al telescopio dos ojos que pueden trabajar de forma independiente», observa Baldovin. Otro aspecto fundamental del telescopio LOFAR es que se basa en «software» y no en «hardware» para crear datos con fines científicos. Esto significa que la señal se digitaliza pronto y se procesa utilizando un «software» basado en CPU. El equipo del proyecto LOFAR4SW creó prototipos de «software» para llevar a cabo programas de observación que pueden reaccionar rápidamente ante fenómenos meteorológicos espaciales y procesar los datos de los distintos casos de uso. Estos investigadores podrán llevar a cabo observaciones rutinarias de la ionosfera utilizando técnicas de radares pasivos que supervisan las perturbaciones ionosféricas. Considerando el centelleo interplanetario, observarán la heliosfera a diario para captar tanto la velocidad como la densidad de los vientos solares. También llevarán a cabo una observación diaria del Sol en espectros dinámicos e imágenes de alta resolución. Pese a que la mejora del telescopio aún está en curso, LOFAR será uno de los mejores sistemas de observación meteorológica espacial de Europa capaces de arrojar luz sobre distintos fenómenos meteorológicos espaciales.
Palabras clave
LOFAR4SW, LOFAR, meteorología espacial, ionosfera, Sol, antena de banda alta, heliosfera, conformación de haces
