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El Green Bank Observatory (GBO) y el National Radio Astronomy Observatory (NRAO) de la National Science Foundation, y Raytheon Intelligence & Space (RI&S) han publicado una nueva imagen de alta resolución de la Luna, la más alta jamás tomada desde tierra utilizando la nueva tecnología de radar del Green Bank Telescope (GBT).
La resolución de la nueva imagen del cráter Tycho se acerca a los cinco metros por cinco metros y contiene aproximadamente 1.400 millones de píxeles. La imagen cubre un área de 200 km por 175 km para captar la totalidad del cráter, que mide 86 km de diámetro. "Esta es la mayor imagen de radar de apertura sintética que hemos producido hasta la fecha con la ayuda de nuestros socios de Raytheon", dijo el Dr. Tony Beasley, director del Observatorio Nacional de Radioastronomía, y vicepresidente de Radioastronomía de Associated Universities, Inc. (AUI). "Aunque queda más trabajo por delante para mejorar estas imágenes, estamos entusiasmados por compartir esta increíble imagen con el público, y esperamos compartir más imágenes de este proyecto en un futuro próximo".
El GBT -el mayor radiotelescopio totalmente orientable del mundo- fue equipado a finales de 2020 con una nueva tecnología desarrollada por Raytheon Intelligence & Space y GBO, que le permite transmitir una señal de radar al espacio. Utilizando el GBT y las antenas del Very Long Baseline Array (VLBA), se han realizado varias pruebas desde entonces, centradas en la superficie de la Luna, incluyendo el cráter Tycho y los lugares de aterrizaje del Apolo de la NASA.
¿Cómo se traduce esta señal de radar de baja potencia en imágenes que podemos ver? "Se hace con un proceso llamado radar de apertura sintética, o SAR", explicó Galen Watts, ingeniero de GBO. "A medida que cada pulso es transmitido por el GBT, se refleja en el objetivo, la superficie de la luna en este caso, y se recibe y almacena. Los pulsos almacenados se comparan entre sí y se analizan para producir una imagen. El transmisor, el objetivo y los receptores están en constante movimiento a medida que nos desplazamos por el espacio. Aunque se podría pensar que esto podría dificultar la producción de una imagen, en realidad produce datos más importantes".
Este movimiento provoca ligeras diferencias de un pulso de radar a otro. Estas diferencias se examinan y se utilizan para calcular una resolución de imagen superior a la que es posible con las observaciones estacionarias, así como para aumentar la resolución de la distancia al objetivo, la rapidez con la que el objetivo se acerca o se aleja del receptor, y cómo se mueve el objetivo a través del campo de visión. "Nunca antes se habían registrado datos de radar de este tipo a esta distancia o resolución", dijo Watts. "Se ha hecho antes a distancias de unos cientos de kilómetros, pero no a las escalas de cientos de miles de kilómetros de este proyecto, y no con las altas resoluciones de un metro más o menos a estas distancias. Todo ello requiere muchas horas de cálculo. Hace unos diez años se habrían necesitado meses de computación para obtener una de las imágenes de un receptor, y quizá un año o más de más de uno".
Estos prometedores resultados iniciales han conseguido que la comunidad científica apoye el proyecto y, a finales de septiembre, la colaboración recibió 4,5 millones de dólares de la Fundación Nacional de la Ciencia para diseñar formas de ampliar el proyecto (premio al diseño de la Infraestructura de Investigación a Media Escala-1 AST-2131866). "Tras estos diseños, si conseguimos atraer toda la financiación, podremos construir un sistema cientos de veces más potente que el actual y utilizarlo para explorar el sistema solar", dijo Beasley. "Este nuevo sistema abriría una ventana al universo, permitiéndonos ver nuestros planetas vecinos y los objetos celestes de una forma totalmente nueva".
Virginia Occidental cuenta con un largo historial de instalaciones que han contribuido significativamente a ampliar nuestro conocimiento científico del Universo. El senador de Virginia Occidental, Joe Manchin III, declaró: "Las nuevas imágenes y los detalles del cráter Tycho de la Luna hallados mediante la tecnología de radar del telescopio de Green Bank demuestran que se están produciendo increíbles avances en la ciencia aquí mismo, en Virginia Occidental". Durante más de dos décadas, el GBT ha ayudado a los investigadores a explorar y comprender mejor el Universo. A través de mi puesto en la Subcomisión de Asignaciones de Comercio, Justicia y Ciencia, he apoyado firmemente estos avances tecnológicos en el GBT, que ahora permitirán al GBT transmitir señales de radar al espacio y asegurar su papel crítico en la investigación astronómica durante años. Estoy deseando ver más imágenes increíbles y futuros descubrimientos de nuestro Sistema Solar, y seguiré trabajando con la Fundación Nacional de la Ciencia para abogar por la financiación de proyectos en el Observatorio de Green Bank.
Esta tecnología se ha estado gestando durante años, como parte de un acuerdo de cooperación en investigación y desarrollo entre NRAO, GBO y RI&S. Un futuro sistema de radar de alta potencia combinado con la cobertura del cielo del GBT permitirá obtener imágenes de los objetos del Sistema Solar con un nivel de detalle y sensibilidad sin precedentes. Este otoño se esperan más imágenes interesantes, ya que el procesamiento de estos primeros datos con decenas de miles de millones de píxeles de información merece la pena.
Fuentes, créditos y referencias:
Proporcionado por el National Radio Astronomy Observatory
Imagen: Vista parcialmente procesada del cráter Tycho con una resolución de casi cinco metros por cinco metros y que contiene aproximadamente 1.400 millones de píxeles, tomada durante un proyecto de radar por el Observatorio de Green Bank, el Observatorio Nacional de Radioastronomía y Raytheon Intelligence & Space utilizando el telescopio de Green Bank y las antenas del Very Long Baseline Array. Esta imagen cubre un área de 200 km por 175 km, lo suficientemente grande como para contener el cráter Tycho de 86 km de diámetro. Crédito: NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI