Objetivos Científicos

El objetivo de este proyecto estriba en coordinar las actividades en el desarrollo de instrumentación astronómica por los diferentes grupos de la Comunidad de Madrid. El objetivo principal de la propuesta consiste en la constitución de un grupo multidisciplinar que se beneficiará de las sinergias que se originen entre cada grupo de tal forma que se optimice el desarrollo de instrumentos astronómicos para beneficio de la comunidad nacional e incluso internacional.

Las líneas principales son:

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    • Desarrollo de un nuevo instrumento para el GTC.

Entre los objetivos principales de AstroMadrid se encuentra el desarrollo de MEGARA (Multi-Espectrógrafo en GTC de Alta Resolución para Astronomía): una Unidad Integral de Campo Amplio para el Gran Telescopio CANARIAS(GTC), el telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo con un espejo primario de 10,4 metros de diámetro. MEGARA fue seleccionado en Julio de 2010 por un Comité Evaluador de Expertos como el próximo espectrógrafo óptico de este telescopio.

Para hacer que MEGARA sea una realidad, la UCM lidera un Consorcio del que forman parte el grupo de AstroMadrid CíCLOPE de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM); el Instituto de Astrofísica de Andalucía (perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC); el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México (INAOE), este último en colaboración con el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO) también de México.

Entre las empresas participantes cabe destacar la participación de dos empresas de AstroMadrid, FRACTAL y GMV, así como la también española AVS (España), SEDI (Francia), Wasatch Photonics (EE.UU.) y AMUS (Alemania).

El Investigador Principal del instrumento es el profesor e investigador de la UCM Armando Gil de Paz.

MEGARA propone una Unidad Integral de Campo Amplio (IFU, del inglés Integral Field Unit) que proporciona un campo amplio y contiguo en el cielo que, combinado con su gran capacidad de resolver las diferentes componentes en energía de la luz y la gran capacidad colectora de GTC, hacen de MEGARA un instrumento sin precedentes en Astronomía. Las fibras ópticas que conforman esta IFU están acopladas a microlentes situadas en el plano focal de la estación Folded-Cassegrain del telescopio GTC, donde recogen la luz. Los fibras ópticas (unas 1.800 en total), distribuidas en haces, transportarán la luz desde el plano focal hasta la entrada de un espectrógrafo situado en la plataforma Nasmyth de GTC.

Además de la Unidad de Campo Integral, formada por dos haces de una 600 fibras cada uno que cubren regiones de 12″x11″ y 8″x7″ con muestreos de 0.62″ y 0.42″, respectivamente, MEGARA cuenta también con un sistema de 100 posicionadores robóticos que patrullan una región 300 veces más extensa y que se posicionan todos con una precisión de centésimas de milímetro en menos de un minuto de tiempo. Esta novedosa estrategia de observación es también única y permitirá aprovechar al máximo el tiempo de observación en GTC.

MEGARA, en su configuración completa, distribuirá sus ~1.800 fibras en tres rendijas diferenciadas (una para cada haz de la Unidad de Campo Integral y otra para el sistema de posicionadores robóticos) situadas en un único espectrógrafo. El espectrógrafo tendrá tres modos de resolución espectral R= 6000, 11000 y 19000, que se obtendrán mediante la inserción en la pupila de diferentes elementos dispersivos, basados todos ellos en el uso de redes holográficas. La observación de cada una de las rendijas a través del espectrógrafo producirá un total de 600 espectros proyectados sobre un detector de 4.096 x 4.096 píxeles.

MEGARA pasó satisfactoriamente su Revisión de Diseño Preliminar (PDR, del inglés Preliminary Design Review) en Marzo de 2012 y tendrá la Revisión de Diseño Crítico de su Óptica (CDR, del inglés Critical Design Review) en Abril de 2013 para pasar a continuación a la fase de construcción. Las primeras observaciones con este instrumento deberían comenzar a finales de 2015 o principios de 2016.

Existe una gran actividad en todas las áreas del instrumento, y os invitamos a visitar su página web para mayor información.

También podéis conocer las últimas noticias de MEGARA a través de  facebook y twitter.

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  • Desarrollo de instrumentación espacial.

Nuestro equipo estaba ya involucrado al comienzo del proyecto en el desarrollo de varios instrumentos astronómicos a bordo de misiones espaciales:

Dichos proyectos se encuentran en distintas fases de desarrollo, financiados por el Plan Nacional (MICINN-MINECO). La experiencia adquirida en estos desarrollos nos ha permitido asumir responsabilidades muy significativas en otros proyectos que se han materializado durante la ejecución de Astromadrid:

  • SPICA-SAFARI: Un consorcio de institutos europeos proporcionará un espectrómetro IR para la misión SPICA, de JAXA-ESA. El equipo del CAB, liderado por J. Martín-Pintado y F. Najarro, co-liderará este desarrollo a nivel europeo. Se espera una decisión definitiva de la ESA para mediados del 2014.
  • PLATO: misión para estudiar sistemas exoplanetarios y sus estrellas. El CAB (J. M. Mas Hesse) participa en los estudios de definición, con el apoyo de LIDAX, S.A y Thalñes Alenia Espacio. A comienzos del 2014 se decidirá si PLATO es seleccionada como futura misión M3.
  • JEM-EUSO: detector de partículas de alta energía en el espacio. La UAH (D. Rodríguez-Frías) lidera la contribución española a la cámara infrarroja, cuya valoración está realizando la agencia espacial japonesa JAXA. Se espera una decisión final para 2010.
  • EChO: misión para estudiar la composición química de exoplanetas en torno a otras estrellas. Investigadores de AstroMadrid participan en el diseño óptico y termomecánica de uno de los instrumentos de esta misión, actualmente en fase de selección junto con PLATO para optar a futura misión M3.

El desarrollo de cada uno de estos instrumentos requerirá del esfuerzo conjunto de numerosos científicos e ingenieros pertenecientes a varios de los grupos participantes. Por consiguiente, planeamos establecer un equipo competente para aquellos proyectos que previsiblemente sean aprobados, una vez que entren en fase de desarrollo.

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    • Instrumentos astronómicos terrestres.

En el caso de que los proyectos antes descritos no sean aprobados, planeamos combinar la experiencia adquirida por los grupos para continuar nuestras actividades en el desarrollo de instrumentos astronómicos ya en progreso, incluyendo las contribuciones a:

Además, CAB-LAM participa en la calibración del interferómetro de ALMA mediante el código ATM desarrollado por este grupo. ATM permite calibrar la fase y amplitud de las observaciones realizadas con ALMA. Esta calibración en tiempo real permitirá que ALMA alcance su resolución angular máxima en el rango submilimétrico.

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    • Desarrollo del Observatorio Virtual Español y de herramienta de minería de datos.

El grupo CAB-VO es responsable del Observatorio Virtual Español, miembro de la Alianza del Observatorio Virtual Internacional (IVOA).

El diseño (siguiendo los estándares marcados por el Observatorio Virtual), desarrollo, implementación y mantenimiento del archivo de datos público del Gran Telescopio Canarias (GTC) es la línea de trabajo definida por el grupo CAB-VO dentro del proyecto Astromadrid. La fase operacional del archivo comenzó en noviembre de 2011 y en la actualidad contiene unas 26000 observaciones científicas.

En una segunda fase se pretenden desarrollar herramientas de análisis y minería de datos que den respuesta a las necesidades identificadas por la comunidad de usuarios de GTC.

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    • Investigación en Astrofísica.

El grupo CAB-VO es responsable del Observatorio Virtual Español, miembro de la Alianza del Observatorio Virtual Internacional (IVOA).

El diseño (siguiendo los estándares marcados por el Observatorio Virtual), desarrollo, implementación y mantenimiento del archivo de datos público del Gran Telescopio Canarias (GTC) es la línea de trabajo definida por el grupo CAB-VO dentro del proyecto Astromadrid. La fase operacional del archivo comenzó en noviembre de 2011 y en la actualidad contiene unas 26000 observaciones científicas.

En una segunda fase se pretenden desarrollar herramientas de análisis y minería de datos que den respuesta a las necesidades identificadas por la comunidad de usuarios de GTC.

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    • Formación de nuevos científicos e ingenieros.

La escasez de científicos e ingenieros con la adecuada formación y preparación es uno de los problemas de aquellos centros involucrados en el desarrollo de nuevas tecnologías.

Consideramos como prioridad de primer orden la formación de nuevos investigadores, y uno de los objetivos de nuestro  proyecto es el apoyo a los estudios del Master de Astrofísica (UCM/UAM), a la colaboración con otros estudios de Master relacionados con instrumentación y organizados por la UPM y UAH (Comunicaciones espaciales y tecnologías del espacio), así como con el Máster de Astrobiología que está siendo organizado por el CAB en colaboración con la UAH. Queremos resaltar que la mayor parte de los profesores del Master UCM/UAM son investigadores de este proyecto. AstroMadrid financia algunas actividades relacionadas con el Master, lo cual  contribuirá a una mejor formación de nuestros futuros investigadores.
Además del apoyo al Máster,  organizamos otras actividades de formación, a saber:

  • Contribución y participación en la “International School for Advanced Instrumentation (IScAI)“, organizada por el equipo del proyecto CONSOLIDER-GTC.
  • Organización de la “Escuela Avanzada de Astrofísica y Cosmología de Madrid“, actividad ya comenzada en los últimos años.
  • Workshops que abarcan diferentes tópicos de investigación, en línea con la tradición existente en el marco de los proyectos ASTRID y ASTROCAM. Se está haciendo un especial enfásis en realizar, cada dos años, un workshop sobre instrumentación astronómica a nivel nacional y con la colaboración de la Red de Infraestructuras Astronómicas (MINECO-RIA).
  • Cursos de carácter general, en el marco de los Cursos de Verano de la UCM y UAM.
  • Seminarios coordinados en los diferentes centros  participantes.
  • Participación en actividades de Divulgación. Los investigadores de este proyecto participan activamente en la organización de actividades públicas en ferias, colegios e institutos. De especial relevancia e interés fue  la coordinación de las páginas de Astronomía en El País a lo largo del año 2009 en conmemoración del AIA-IYA-2009 (B. Montesinos), y el éxito del blog “Cuaderno de bitácora estelar“, publicado en madri+d, y coordinado por D. Barrado y B. Montesinos. J. M. Mas Hesse coordinó las actividades de divulgación del proyecto CONSOLIDER-GTC a nivel nacional, y en la actualidad es el responsable nacional de la Red de Divulgación de ESO (ESON).