GTM (Gran telescopio milimétrico)

Gran telescopio milimétrico

GTM (Gran telescopio milimétrico)

El GTM Alfonso Serrano es el telescopio de plato único, y móvil, más grande del planeta. Diseñado para realizar observaciones astronómicas en longitudes de onda de 0.85-4mm. Este proyecto entre México y Estados Unidos de América representa la herramienta científica más grande y complicada construida en México. Esta ubicado en la cumbre del Volcán Sierra Negra a una altitud de 4600 metros. El GTM actualmente ha iniciado la indagación de los procesos físicos que controlan la formación y evolución de sistemas planetarios, estrellas, hoyos negros y galaxias a través de los 13.7 mil millones de años de historia del Universo.

Descripción del telescopio

El Gran Telescopio Milimétrico tiene un radio de 50 m de diámetros que detecta luz con longitudes de onda milimétricas. A mediados de 2011, realizó una serie de observaciones de primera luz a 3mm y a 1.1mm con RSR y la cámara AzTEC respectivamente. En el 2013, inició campañas de observación de Ciencia Temprana usando los 32m de diámetro interiores de la área primaria, las cuales arrojaron los primeros resultados científicos. A partir de 2018, el GTM opera con su área primaria activa de 50m de diámetro completa.

Superficie reflectora primaria

La zona reflectora primaria de 50m esta constituida por 180 segmentos distribuidos en 5 anillos concéntricos. Cada fragmento consiste de 8 subpaneles de níquel electroformado fabricados por Media Lario Technologies. Los subpaneles están unidos y alineados a una estructura de soporte para producir un segmento individual de la superficie. Estos segmentos se conectan y se alinean a la armazón del telescopio, por medio de actuadores, para suministrar al GTM con una superficie reflectora primaria parabólica y activa. Las correcciones de la superficie activa constantemente compensan las deformaciones gravitacionales en elevación de la antena.

Para realizar las primeras pruebas astronómicas y el primer lapso de observaciones de ciencia temprana (ES1) en la primavera de 2013, la superficie primaria se ajustó a una altura 61º usando medidas de holografía de satélites geoestacionarios a 12GHz. La superficie activa se instaló en el otoño de 2013. Esto brindo la oportunidad de efectuar observaciones con una ganancia óptima y constante a elevaciones entre 20º y 85º de elevación. En el 2018 se completó y caracterizó la superficie primaria activa de 50m de diámetro.

Elementos ópticos adicionales

El GTM es un sistema óptico Cassegrain curvo con un segundo espejo de 2.5 m de diámetro y un tercer espejo de plano localizado en el eje de elevación del telescopio. El segundo espejo es de aluminio maquinado con un rms de 30 micras. Se une al telescopio mediante un hexapodo activo optimiza el foco, y forma compensaciones laterales y de divergencia. El terciario sigue el ángulo de elevación del telescopio y refleja el haz de luz hacia los receptores.

Sistema de transmisión

La efectividad del apuntado y rastreo se evaluó de antemano mediante el uso de un telescopio óptico montado en la antena. Esto, demostró que el telescopio tiene una exactitud en el seguimiento de fuentes menores a 1 segundo de arco y que los errores en el apuntado son consistentes con 3 segundo de arco rms.

Sistema de control y de adquisición de datos

El método de control del GTM se probó en el telescopio de 14m FCRAO durante sus últimos años de ejecución. Después, estas pruebas previas fueron de gran ayuda una vez que el GTM inició sus operaciones. El sistema de toma de datos científico, que coordina el telescopio y sus instrumentos, es un nuevo software desarrollado experimentando con el 14m FCRAO. Este nuevo método se utilizó exitosamente con los instrumentos de ensayo (la cámara óptica y el sistema de holografía) y con los primeros dos instrumentos científicos (AzTEC y el RSR).