Comienza la actualización del Sistema de Transmisión de Datos de ALMA 

13 Marzo, 2023 / Tiempo de lectura: 6 minutes

En 2018, ALMA publicó la visión estratégica de desarrollo para mejorar las capacidades del telescopio en la década de 2030 como parte de la Hoja de Ruta de Desarrollo de ALMA. La prioridad identificada en esta visión es ampliar el ancho de banda de Frecuencia Intermedia (FI) del receptor, en al menos un factor dos, y actualizar la electrónica y el Correlacionador asociados. Esta mejora se conoce ahora como la Mejora de Sensibilidad de Banda Ancha (WSU, por su sigla en inglés) ALMA2030. En noviembre de 2022, el Directorio de ALMA aprobó propuestas de proyectos para el desarrollo de un Correlacionador de segunda generación liderado por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO) de Estados Unidos, y un nuevo sistema de transmisión de datos (DTS) liderado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).  

La implementación del WSU de ALMA2030 revolucionará las investigaciones astronómicas al mejorar el rendimiento del telescopio. Además, el aumento del ancho de banda de FI se traducirá en un aumento dramático de la cantidad de datos científicos obtenidos en un tiempo de observación determinado, contribuyendo al progreso eficiente de la investigación.  

Sin embargo, la gran cantidad de datos supondrá un desafío para el Sistema de Transmisión de Datos (DTS), que envía los datos obtenidos desde cada antena al Correlacionador y al espectrómetro de potencia total, en donde luego se analizan. Para proceder con el ALMA2030 WSU, el DTS necesita ser actualizado.  

En la avanzada sociedad de la información actual, el Ethernet es una de las formas de comunicación digital de las que más oímos y utilizamos en nuestra vida cotidiana. Hasta ahora ALMA ha utilizado sistemas de comunicación exclusivos y diferentes a los que utilizamos en nuestro día a día, lo que genera inconvenientes a la hora de obtener piezas de repuesto rápidamente cuando ocurre un problema. Para evitar esto, la actualización del DTS se basará en ethernet. En concreto, se basará en el modelo más avanzado disponible comercialmente, 400 GbE (Giga bit por segundo ethernet). Combinando múltiples líneas ethernet de alta velocidad de 400 Gbps (Giga bit por segundo), se diseñará un sistema de transmisión de alta velocidad que podrá transmitir hasta 1200 Gbps de datos desde cada antena hasta el Correlacionador. El uso de la opción de largo alcance de 400 GbE también permitirá transmitir los datos a distancias del orden de 80 kilómetros, lo que permitiría aumentar la distancia más larga entre antenas en el futuro, aumentando la resolución angular de ALMA y convirtiéndolo en un telescopio más nítido y potente aún.  

¿Qué aporta la actualización? 

Los cuerpos celestes están formados por diversos átomos y moléculas, cada uno de los cuales emite ondas de radio a frecuencias diferentes. Por ejemplo, las moléculas de monóxido de carbono, que emiten ondas de radio a 115 GHz, son indicativas de gases enrarecidos con bajas temperaturas y densidades que flotan por el espacio. Por el contrario, el cianuro de hidrógeno, que emite ondas de radio a 89 GHz, es conocido como indicador de un gas relativamente caliente y denso. Comparando la distribución de estas dos moléculas, podemos explorar cómo nacen las estrellas a partir de entornos con gas enrarecido. De este modo, al observar muchos tipos de moléculas al mismo tiempo, se revelan diversos fenómenos astronómicos. La observación simultánea de muchos tipos de moléculas implica la observación simultánea de ondas de radio en una amplia banda de frecuencias. Sin embargo, es técnicamente difícil observar una amplia banda de frecuencias a la vez. Actualmente, las observaciones se realizan muchas veces para cubrir una banda de frecuencias ancha, divididas en bandas de frecuencias estrechas, lo que requiere mucho tiempo de observación.  

Si se mejoran los receptores para observar una banda de frecuencias amplia de una vez y se dispone de un ETD mejorado para transmitir todos esos datos a la vez, será posible observar y analizar las ondas de radio en una banda de frecuencias más amplia con alta sensibilidad y con el mismo tiempo de observación que antes. Se esperan nuevos descubrimientos y fenómenos nunca antes detectados. 

Información adicional

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón, socio de ALMA en nombre de Asia del Este.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).  

La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA. 

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