lunes, febrero 6, 2023
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Ingenieros chilenos crean inédita instrumentación con drones que mejorará la observación astronómica

La turbulencia atmosférica es el fenómeno que se observa cuando en un día de calor, la imagen de un auto distante en la carretera se deforma debido a las corrientes de aire que suben del pavimento.

Esta distorsión visual, a mayor escala, es también uno de los principales problemas al que deben hacer frente los telescopios astronómicos para poder obtener una buena resolución en sus imágenes de galaxias y astros lejanos, ya que el fenómeno también deforma las imágenes que vienen del espacio.

Ante ello, los ingenieros han debido desarrollar complejos sistemas conocidos como óptica adaptativa que permiten corregir estas distorsiones a través de ajustes, en tiempo real, realizados en los espejos del telescopio. Para hacer este ajuste, se requiere de una batería de instrumentos complementarios especialmente dedicados a obtener información de la atmósfera con la que los sistemas de óptica adaptativa corrigen la información visual recibida.

En general, se trata de equipos complejos, de alto costo y requieren de instalaciones especiales. Por otro lado, los equipos utilizados actualmente poseen una resolución limitada, sostiene Patricio Galeas, director del Centro de Excelencia de Modelación y Computación Científica (CEMCC) de la Universidad de La Frontera.

Ante ello, justamente Galeas y su equipo han creado una serie de sensores montados sobre un dron, que permitirán medir con una resolución de entre cinco a diez metros. Se trata de un avance inédito que permitirá obtener datos detallados de cómo se comporta la atmósfera a diferentes alturas. “Esa información, que pondremos a disposición del observatorio, debería contribuir a mejorar la calidad de las imágenes, que se corrigen a través de los sistemas de óptica adaptativa del telescopio”, detalla.

Todo surgió durante una visita de Galeas y su equipo al Observatorio Paranal, en donde conocieron de la problemática de la turbulencia en el telescopio. “Yo les dije que esto lo podíamos hacer con drones en forma más precisa y económica que la instrumentación utilizada actualmente. Les explicamos cómo y postulamos un proyecto que nos adjudicamos a fines del año pasado”, recuerda.

Así, desde principios de año han estado trabajando en su desarrollo con un equipo multidisciplinario que incluye investigadores de los departamentos de electrónica, informática y mecánica de la UFRO, a los que se han sumado además investigadores de Física.

Aparte de Paranal –perteneciente al Observatorio Europeo Austral (ESO)- para llevar a cabo la iniciativa también se asociaron con una empresa que hace pronósticos climatológicos a través de análisis de datos históricos y con la Dirección General de Aeronáutica Civil. “ESO es nuestro principal socio, ya que el sistema está diseñado para ellos, pero la información que vamos a obtener con nuestro prototipo también es relevante  para otras instituciones”, dice el académico.

Los investigadores ya están trabajando en Temuco con un primer dron al que le colocarán sensores de diferente tipo para hacer mediciones de la velocidad del viento, temperatura, humedad, presión y otras variables. Además, en los próximos días les llegará equipamiento meteorológico de precisión para hacer pruebas.

La reducción de costos será notoria. Galeas detalla que un dron tiene un costo aproximado de 10 mil dólares y si se le incorporan sensores como los que están en desarrollo podría llegar a los 20 mil dólares. En comparación, los instrumentos actuales del telescopio que miden la turbulencia van desde los US$ 200 mil al millón de dólares.

Esta tecnología tiene un potencial de uso en todos los telescopios que emplean óptica adaptativa. De hecho, se está evaluado la posibilidad de realizar pruebas con el mismo prototipo en las cercanías del radiotelescopio Atacama Large Millimeter Array (ALMA).

Pero, más allá de la astronomía, los drones también podrían emplearse en otras áreas. “La Dirección General de Aeronáutica Civil lanza todos los días un globo sonda para medir las condiciones atmosféricas lo que significa un importante gasto . También hemos tenido conversaciones con la Armada de Chile para un eventual uso en meteorología”, dice el investigador de UFRO.

“Como la principal universidad estatal de regiones, buscamos con este proyecto seguir impulsando el aporte que desde las ciencias y la investigación podemos entregarle a nuestra sociedad. En este caso, este trabajo es un importante aporte al desarrollo de la astroingeniería local desde la zona sur de Chile”, detalló el Vicerrector de Investigación y Postgrado de UFRO, Dr. Rodrigo Navia.

El doctor Galeas estima que la instalación de los sensores se materializará durante el segundo semestre 2022 por lo que las primeras pruebas en Paranal podrían tener lugar durante el verano 2023.

Adelanta que, si tienen éxito, es posible desarrollar un spin-off para prestar servicios a observatorios astronómicos, oficinas meteorológicas y aeropuertos entre otros.

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