El observatorio Cherenkov tiene «corazón» español

La «ciencia básica» es, para los legos, la que nos enseñaban en la escuela. No la que se desarrolla impulsada por fines comerciales, sino la que es conducida por el afán de conocimiento y sin buscar un aprovechamiento económico. Ese es el tipo de ciencia que vertebra el proyecto CTA, Cherenkov Telescope Array o Red de Telescopios Cherenkov, en el que juegan un papel fundamental empresas e instituciones españolas como Arquimea, CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) y el IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias).

Estos organismos constituyen parte de la aportación española, que cuenta con unas 11 instituciones. Una aportación española fundamental a este proyecto de alta tecnología en el que participan más de 1.400 científicos e ingenieros de 32 países. El CTA prevé la construcción de un centenar de telescopios del tipo Cherenkov en dos ubicaciones, el desierto de Atacama en Chile y la isla de La Palma en Canarias, con el objetivo de estudiar los rayos gamma que llegan a la atmósfera y acumular conocimiento sobre los lejanísimos eventos galácticos y extragalácticos que los producen.

El componente más importante de los telescopios es su cámara, capaz de detectar radiación de alta energía con una precisión sin precedentes y una sensibilidad diez veces superior a la de los telescopios Cherenkov actuales. Su producción en serie la realiza la empresa Arquimea en sus instalaciones de Torrejón de Ardoz.

Una cámara única

«La cámara es el corazón del teles-copio», explica Carlos Delgado, investigador senior de CTA en CIEMAT. «Observa la interacción de los rayos gamma con la atmósfera, que produce una cascada electromagnética con gran cantidad de electrones y positrones que se mueven más rápido que la luz en el medio y emiten radiación Cherenkov. La cámara hace una pequeña película de unas decenas de nanosegundos, de como se desarrolla esa cascada electromagnética. Con esa imagen, los científicos reconstruimos de dónde venía el rayo gamma y cuánta energía tenía».

El concepto de cámara, si hablamos de un telescopio Cherenkov, es diferente al que suele venir a la cabeza. Su forma es la de un enorme rectángulo de 9 m² y un metro y medio de ancho. Dos toneladas de peso que se instalan en el anillo de fibra de carbono que rodea la superficie reflectante del telescopio y quedan suspendidas a una distancia de 30 metros. Dicha superficie, de 400 m², está formada por un centenar de espejos hexagonales que pueden orientarse de forma independiente cada uno. El espejo primario recoge la luz Cherenkov y la enfoca a la cámara del telescopio, donde los tubos fotomultiplicadores la convierten en señales eléctricas que pueden ser procesadas y transformadas en datos. Estos datos ayudarán a comprender una gran variedad de fenómenos en el espacio, desde el papel de las partículas cósmicas relativistas hasta la materia oscura.

No se trata, por tanto, de un telescopio óptico de gran rigidez y precisión, «sino que es un telescopio que carece de cúpula, de apuntamiento muy rápido y sincronizado entre varios telescopios. En vez de construir uno muy preciso y muy caro, construyes varios y la conjunción de todos ellos es lo que te arroja la precisión final», explica Pablo Romero, gestor de proyecto de las cámaras en Arquimea. El telescopio al completo tiene una altura de 45 metros cuando apunta al cénit y un peso de 100 toneladas. Pese a sus dimensiones, es capaz de reposicionarse en solo 20 segundos para capturar señales de corta duración de rayos gamma.

El proyecto CTA, que prevé la instalación de cuatro telescopios grandes (23 metros de diámetro) y nueve medianos (doce metros) en La Palma, dio sus primeros pasos en 2006. El primer telescopio grande, LST-1, se instaló en 2018. Un año después, el IAC, que se encarga de gestionar la infraestructura, la mecánica y las cámaras, licitó la construcción de las siguientes cámaras y resultó ganadora Arquimea, empresa que se ha encargado de industrializar el proceso y acelerar así la producción de las cámaras diseñadas por el CIEMAT. Si la primera cámara se fabricó en un periodo de tres años, actualmente Arquimea puede hacerlo en cuatro meses desde que se reciben los elementos de producción externa. Una eficiencia y una planificación que les ha permitido sortear dificultades como la actual escasez de chips que afecta a numerosos sectores.

La mayor dificultad en un proyecto de esta envergadura es «la coordinación y la ingeniería de sistemas. Llevamos piezas fabricadas en 30 sitios. La segmentación, toda la mecánica y la cámara la ponemos nosotros, pero los fotomultiplicadores y los espejos son japoneses, las placas de soporte de los espejos las hace Brasil, el arco lo pone una empresa francesa… La coordinación entre todos y que todo encaje es el reto realmente complejo», explica Ramón García López, Investigador Principal del Proyecto CTA en el IAC. La financiación de la parte española proviene en un 85% de fondos FEDER de la Unión Europea a través de un convenio con el Ministerio de Ciencia e Innovación, y el resto del Gobierno de Canarias.