La primera antena de ALMA que se entregará al observatorio. Esta antena de estado de la técnica-de 12 metros de diámetro fue fabricado por Mitsubishi Electric Corporation. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

ALMA será el mayor telescopio a nivel mundial que estudiará el Universo a longitudes de onda milimétricas y submilimétricas, en el límite entre la luz infrarroja y las ondas de radio más largas. Pero ALMA no se parece mucho a la imagen que suele hacerse la gente de un telescopio gigante. No utiliza esos espejos brillantes que caracterizan a los telescopios fabricados para captar la luz visible e infrarroja, sino que está dotado de antenas con grandes reflectores metálicos.

Ya se han instalado varias antenas en el llano de Chajnantor, a 5.000 metros de altitud, en condiciones de vida extremas, y se están construyendo otras en el Centro de Operaciones, ubicado a 2.900 metros. Cuando ALMA esté totalmente operacional dentro de un par de años, quienes visiten Chajnantor verán 66 antenas, de las cuales 54 tendrán 12 metros de diámetro y 12 tendrán 7 metros cada una.

La parte más visible de cada antena es el mencionado reflector. La mayoría de los reflectores de ALMA tiene un diámetro de 12 metros. Cada reflector tiene la misma función que el espejo de un telescopio óptico: la de captar la radiación proveniente de objetos astronómicos distantes y dirigirla hacia un detector que mide los niveles de dicha radiación. Lo que distingue los dos tipos de telescopio es la longitud de onda de la radiación absorbida. La luz visible captada por los telescopios ópticos, con sus longitudes de onda de entre 380 y 750 nanómetros, constituye apenas una pequeña fracción del espectro de radiación electromagnética. ALMA captará radiación proveniente del espacio en longitudes de onda más largas, de entre unos pocos cientos de micrómetros y aproximadamente 1 milímetro (cerca de mil veces más largas que las ondas de la luz visible). Estas se conocen, como es de suponer, como radiación milimétrica y submilimétrica, y están entre las ondas de radio más cortas del espectro.

Tres antenas de ALMA enlazadas por primera vez entre sí como un interferómetro en la meseta de altitud de 5000 metros de Chajnantor. Teniendo tres antenas observando al unísono permite corregir los errores que surgen cuando sólo se utilizan dos antenas, allanando así el camino para imágenes precisas del Universo frío con una resolución sin precedentes. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

El hecho de que los reflectores de ALMA sean paneles metálicos y no espejos se debe a la longitud de onda para las que están diseñados. Las superficies reflectantes de cualquier telescopio deben ser prácticamente perfectas, ya que cualquier imperfección levemente superior a la longitud de onda a ser captada impide que el telescopio obtenga datos correctos. Como las antenas de ALMA detectan longitudes de onda más largas que las de la luz visible, si bien tienen una precisión de hasta 25 micrómetros (mucho más fina que el espesor de una hoja de papel), no necesitan reflectores de espejo. Por lo tanto, aunque los reflectores de ALMA parezcan receptores satelitales gigantes, para un fotón con longitud de onda submilimétrica (partícula de luz) son superficies reflectantes casi perfectas y muy precisas. Por un lado las superficies de los reflectores son rigurosamente controladas, y por el otro las antenas pueden ser desplazadas y apuntadas con una precisión angular de 0,6 arcosegundos (un arcosegundo corresponde a 1/3.600 partes de un grado), suficiente para distinguir una pelota de golf a una distancia de 15 kilómetros.

ALMA combinará las señales provenientes de un conjunto de antenas que funcionarán como un interferómetro, es decir, como un único telescopio gigante del tamaño del conjunto entero. Gracias a los camiones transportadores, los astrónomos podrán reposicionar las antenas según las observaciones que hagan. A diferencia de un telescopio que se construye y permanece en un mismo lugar, las antenas de ALMA son lo suficientemente sólidas para ser desplazadas entre plataformas de concreto sin que sus mecanismos de alta precisión sufran daños. Además, no necesitan estar protegidas por un domo o una cúpula de alojamiento, y los reflectores quedan expuestos a las condiciones extremas del llano de Chajnantor, donde soplan fuertes vientos, la luz es intensa y las temperaturas varían entre 20 y -20 grados Celsius. Y aunque Chajnantor es una de las zonas más áridas del planeta, a veces cae nieve, pero las antenas de ALMA están diseñadas para aguantar todas estas condiciones.

La fabricación de las antenas está siendo llevada a cabo por los socios de ALMA. ESO ha encargado 25 antenas de 12 metros a AEM Consortium (formado por Alcatel Alenia Space France, Alcatel Alenia Space Italy, European Industrial Engineering S.r.L. y MT Aerospace), y tiene la posibilidad de pedir 7 más. Los socios norteamericanos hicieron el mismo pedido a Vertex RSI, mientras las 4 antenas de 12 metros más las 12 antenas de 7 metros que constituyen el Conjunto Compacto Atacama (ACA, en su sigla en inglés) han sido encargadas por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) a MELCO (Mitsubishi Electric Corporation).

Además de las claras diferencias de tamaño entre las antenas de 12 y 7 metros, los observadores más atentos podrán ver diferencias sutiles de diseño entre las antenas encargadas por cada socio. Todas ellas deberán cumplir las estrictas especificaciones técnicas y funcionar juntas sin problemas. Estas antenas pioneras darán vida a un telescopio revolucionario que refleja el espíritu de cooperación que da sustento al proyecto ALMA.