Medición del patrón de radiación del telescopio Mini

Abstract

Éste trabajo surge de la necesidad, por parte del Departamento de Astronomía, de conocer las características del Southern Millimeter-Wave Telescope (SMWT), también conocido como el telescopio Mini, para su uso como instrumento de medición, con el propósito de validar los resultados de las observaciones astronómicas frente a la comunidad científica. El objetivo de esta memoria es realizar mediciones experimentales del patrón de radiación del telescopio, implementando la instrumentación necesaria para este tipo de pruebas, y luego obtener los parámetros más relevantes de dicho patrón, junto con la eficiencia del haz del Mini. Dichos parámetros deben ser validados mediante simulaciones computacionales y contrastados con resultados teóricos. Para conseguir esto se construyó una fuente de radiofrecuencia capaz de operar a 115.3 GHz, que corresponde a la frecuencia del la línea de monóxido de carbono. Dicha fuente debe ser desplegada a una distancia mayor a 1.14 km desde el telescopio, y debe localizarse en un lugar con una elevación de 1º sobre el horizonte de éste. Previo estudio en terreno, se decidió utilizar un sector del Cerro Manquehue para posicionar la antena, realizando las mediciones entre el 28 y el 31 de Enero de 2013. Para la validación de los resultados, se construyeron modelos del sistema óptico del telescopio usando el software CST Microwave Studio, para lo cual se revisó la documentación del diseño del telescopio, que data de los años 70. Además se desarrolló un método numérico, basado en la teoría de difracción escalar, para poder replicar características del telescopio que no fue posible obtener con CST. Se logró estimar los parámetros más relevantes del patrón de radiación, con un margen de error menor al 3 %. Con respecto a la eficiencia del haz se obtuvo un resultado que difiere en un 3% con respecto a mediciones realizadas en los años 80. A pesar de esto, no fue posible construir un modelo que replique geométricamente el sistema de los reflectores, por lo que no se pudo analizar los efectos de desplazamiento del secundario. Precisamente por esto se propone, como trabajo futuro, utilizar métodos más avanzados para analizar la estructura del sistema de reflectores, que puede ayudar a facilitar la alineación del sistema óptico y a obtener patrones en el caso que se decida cambiar la alimentación del telescopio.