RADIOTELESCOPIO
El radiotelescopio de la Estación RAEGE de Santa Maria se mueve girando alrededor de dos ejes (azimut y elevación), alcanzando velocidades de 12º/s y 6º/s, respectivamente. El radiotelescopio tiene un diseño de tipo ring-focus con un reflector principal parabólico de 13,2 m de diámetro.
El radiotelescopio fue instalado en lo alto de una torre de concreto que tiene dos niveles: la planta baja para los gabinetes con los sistemas eléctricos, y el primer piso para el enrollador de cable. El radiotelescopio es totalmente controlable: hay un eje de acimut para girar la estructura a lo largo de su eje vertical y un eje de elevación para girar la parábola a lo largo del eje horizontal. Además, el subreflector se puede controlar mediante un sistema hexápodo. Se implementan dos sistemas de control por ordenador de forma independiente: uno para el reflector principal (ACU – Antenna Control Unit) y otro para el subreflector (HCU – Hexapod Control Unit).
Las principales características del radiotelescopio son:
- Rango de azimut: aproximadamente 540º
- Rango de elevación: 0-100º
- Diámetro de la parábola: 13,2 m
- Diámetro del subreflector: 1,55 m
- Distancia desde el vértice de la parábola principal al eje de elevación: 3.270 m
- Velocidad máxima de rotación en azimut: 12º/s
- Velocidad máxima de rotación en elevación: 6º/s
La elección de una configuración óptica de tipo ring-focus anular del radiotelescopio le confiere una alta eficiencia sin que se produzca reflexión en la bocina del receptor y sin bloquear el subreflector.
Para los radiotelescopios geodésicos, es fundamental medir con precisión la posición de la intersección de los ejes de acimut y elevación (punto invariante). Para conseguirlo, el pilar central de hormigón de la torre del radiotelescopio permite la instalación de un sistema de medición de altura situado en la intersección de los ejes y visible desde el exterior a través de aberturas. Este sistema permite el seguimiento de posibles deformaciones en la estructura de la torre.
RECEPTOR BANDA ANCHA VGOS
El receptor de banda ancha VGOS cubre toda la banda de frecuencias de 2 a 14 GHz. Es un receptor criogénico enfriado mediante un circuito cerrado de refrigeración mediante Helio gaseoso, alcanzando temperaturas inferiores a 8ºK en la etapa fría. El front-end está formado por un dewar con una bocina QRFH (Quadruple-Ridge Flared Horn), acopladores direccionales que inyectan una señal de calibración de ruido y de fase, y dos amplificadores híbridos de bajo ruido (LNA – Low Noise Amplifiers) desarrollados en los laboratorios de Yebes. Las señales de salida RF del dewar se envían a convertidores de RF a fibra óptica, lo que permite que la señal de fibra óptica se transporte a la sala de back-ends. Aquí la señal se recibe y se convierte en frecuencia, lo que permite seleccionar 4 subbandas en polarización dual en el rango entre 2 y 14 GHz que son enviadas à los equipos de back-end que manejan la digitalización de la señal.
GRAVÍMETRO
El gravímetro es un equipo extremadamente sensible y por esa razón se encuentra en una habitación separada del edificio, apoyado sobre un pilar de hormigón de unos 8 m de profundidad para que entre en contacto con el lecho de roca. Esta habitación siempre tiene temperatura y humedad controladas.
En la Estación RAEGE Santa María actualmente se encuentran instalados dos tipos de gravímetros:
- Gravímetro superconductor (SG):
En octubre de 2022, se instaló el iGrav-051 de GWR Instruments. El iGrav es un gravímetro superconductor que contiene una esfera de material superconductor, que funciona como una “masa de prueba”, sometida a un campo magnético estable producido por bobinas superconductoras enfriadas por un circuito cerrado de helio, produciendo así su levitación. El iGrav puede proporcionar una precisión de 1 nGal en el dominio de la frecuencia y 0,05 µGal en el dominio del tiempo.
- Gravímetro relativo Graviton:
Gravímetro relativo de “resorte” que contiene un sistema mecánico controlado eléctricamente, que permite introducir la mayoría de las correcciones y funciones que deben aplicarse en el registro de campos gravitacionales. Esto proporciona una resolución final de aproximadamente 1 µGal y puede alcanzar una precisión de 0,1 µGal en condiciones ideales. Esta resolución permite determinar las mareas terrestres, así como otros efectos geofísicos.
ESTACIONES GNSS
La Estación RAEGE de Santa María cuenta con dos estaciones GNSS permanentes, integradas en las redes IGS (International GNSS Service), EUREF y REPRAA (Red de Estaciones Permanentes de las Azores).
El observatorio está equipado con las siguientes estaciones:
- Estación GNSS AZSM00PRT: receptor Leica GRX1200GG Pro y una antena LEIAT504 LEIS
- Estación GNSS RAEG00PRT: parte de la red IGS, receptor Leica GR50 y una antena LEIAR20
Los receptores GNSS detectan, decodifican y procesan señales de satélites GNSS (GPS, GLONASS, GALILEO, etc.) que permiten determinar con precisión la posición y la respectiva tasa de variación de las antenas GNSS de esa estación.
Estas estaciones están equipadas con receptores geodésicos multifrecuencia, capaces de recibir señales de diferentes constelaciones de satélites de navegación.
LOCAL-TIE
OTROS
SISMÓMETRO
La Estación RAEGE Santa María dispone de un sismómetro Trillium 120P/PA de tres componentes. Este equipo es sensible a una amplia banda de frecuencias de oscilación y bajo ruido, logrando una alta sensibilidad en aplicaciones fijas o portátiles.
Este sismómetro se encuentra en funcionamiento desde 2019, formando parte de la Red de Estaciones Sísmicas del Instituto Geográfico Nacional (IGN), y compartiendo datos en tiempo real con el Centro de Información y Vigilancia Sismovolcánica de las Azores (CIVISA).
ACELERÓMETRO
El IGN ha desarrollado acelerómetros de bajo coste conocidos como SILEX, basados en tecnología MEMS (Micro-ElectroMechanical System) para detectar y registrar terremotos con magnitudes perceptibles para los humanos. Una red de estos equipos está implementada en zonas de alto riesgo sísmico, como la isla de Santa María. Este equipo mide la aceleración del suelo registrando los fuertes movimientos que se producen, por ejemplo, cerca de fallas tectónicas.
MÁSER DE HIDRÓGENO
Una estación de geodesia espacial requiere al menos un máser de hidrógeno activo (reloj atómico) que se utiliza para generar una referencia de frecuencia para los equipos de la estación. Este tipo de relojes atómicos garantiza una estabilidad de alta frecuencia, que es medible y conocida. Esta es una característica esencial en las observaciones VLBI y permite preservar el tiempo de coherencia en altas frecuencias de señal. En las observaciones VLBI, la señal de referencia generada por el máser, entre otras cosas, se inyecta en la señal capturada de fuentes astronómicas para crear una marca de tiempo – el señal de calibración de fase (phasecal), que luego se utiliza como base para la correlación de datos VLBI de varias estaciones. Las observaciones VLBI no serían posibles sin el máser de hidrógeno.
Un iMaser de T4Science está instalado en la Estación RAEGE de Santa Maria. El máser se encuentra en una habitación aislada del edificio cuya temperatura se controla y se monitorea la presión y la humedad.
Como VLBI es una técnica de interferometría no conectada (varias estaciones están dispersas en múltiples ubicaciones alrededor del mundo), requiere la mayor precisión y estabilidad posibles en los patrones de frecuencia para mantener la coherencia entre dos estaciones remotas durante un largo período de integración.
ESTACIÓN METEOROLÓGICA
La estación meteorológica Vaisala WXT536 que tenemos en la Estación RAEGE de Santa Maria pertenece a una serie de instrumentos que proporcionan seis de los parámetros meteorológicos más importantes para una estación de geodesia espacial: presión atmosférica, temperatura, humedad relativa, precipitación, velocidad y dirección del viento. Estos parámetros son fundamentales para complementar las observaciones VLBI y los modelos atmosféricos, ya que los cambios de la atmósfera afectan la recepción de la señal por parte del radiotelescopio (introducen un retraso temporal).
