El Owens Valley Solar Array (OVSA), también conocido como Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), es un conjunto de radiotelescopios astronómicos , ubicado en el Owens Valley Radio Observatory (OVRO), cerca de Big Pine, California , con intereses principales en el estudio de la física del Sol . [1] Los instrumentos del observatorio están diseñados y utilizados específicamente para estudiar las actividades y fenómenos del sol de nuestro sistema solar. Otros instrumentos dedicados a la energía solar que operan en el sitio incluyen el Solar Radio Burst Locator (SRBL), el FASR Subsystem Testbed (FST) y el Korean SRBL (KSRBL). El OVSA es operado por el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (NJIT), que también opera el Big Bear Solar Observatory . [2]
El Instituto de Tecnología de California (Caltech) estableció el Observatorio de Radio del Valle Owens (OVRO) a fines de la década de 1950 con un interferómetro de radio que constaba de dos antenas parabólicas de 27 metros (89 pies) para estudiar las radiogalaxias. El interferómetro de radio continuó ampliándose con radiotelescopios más grandes y mejores . En 1979, las dos antenas parabólicas se retiraron del interferómetro de radio y se reutilizaron para ser utilizadas como un conjunto dedicado a la observación solar. El Conjunto Solar del Valle Owens se estableció con el interferómetro de dos antenas parabólicas bajo la dirección del profesor Harold Zirin , quien también dirigió el Observatorio Solar Big Bear (BBSO). Más tarde se agregaron tres antenas parabólicas de 1,8 metros (5,9 pies) al interferómetro. [3] [4]
En 1995, cuando el profesor Zirin anunció su intención de retirarse como director, Caltech comenzó a buscar un sucesor. Finalmente, la universidad decidió cambiar el enfoque del departamento y buscar otra organización que se hiciera cargo de la BBSO. En la primavera de 1996, Caltech anunció que el Instituto Tecnológico de Nueva Jersey (NJIT) se encargaría de la gestión de la BBSO. El acuerdo se firmó a principios de 1997 para que NJIT arrendara el terreno y los edificios de la BBSO a Caltech hasta 2048. Los instrumentos y subvenciones de la BBSO, que en ese momento valían unos 1,6 millones de dólares al año, se transferirían a NJIT el 1 de julio de 1997. [5]
En ese momento, Dale Gary, que era investigador asociado en Astrofísica en Caltech [1] e investigador principal en el laboratorio Owens Valley Solar Array, se trasladó al NJIT para convertirse en miembro de la facultad. [4] La gestión del Owens Valley Solar Array se transfirió entonces al NJIT en 1997. En 2004, se añadieron dos antenas parabólicas más de 1,8 metros (5,9 pies), formando un interferómetro de 7 antenas. [3] [6]
En 2010, NJIT propuso ampliar el sistema solar Owens Valley Solar Array para añadir 8 antenas adicionales de 2,1 metros (6,9 pies) y actualizar las antenas más antiguas. Esto llevaría al sistema a tener un total de 15 antenas con 13 antenas más pequeñas en una configuración espiral de tres brazos que se extienden a lo largo de un radio de 900 metros (3000 pies) (ver el diseño a la derecha). Esto requeriría reubicar todas las antenas más pequeñas existentes e instalar trece nuevas plataformas para antenas. Se erigiría un nuevo edificio de control y se realizarían zanjas para cables a lo largo de los caminos de acceso. Se realizó la evaluación ambiental y se eligió la alternativa para minimizar los impactos. [8]
En octubre de 2010, la Fundación Nacional de la Ciencia otorgó una subvención de 5 millones de dólares para comenzar a trabajar en la ampliación. El proyecto también tenía como objetivo reemplazar los sistemas de control, cableado y sistemas de procesamiento de señales existentes por tecnologías más nuevas. El proyecto daría como resultado observaciones diagnósticas clave de la estructura magnética y térmica de la atmósfera solar, la liberación de energía magnética en la corona y las consecuencias de la actividad solar en el clima espacial. [9]
El conjunto emplea sus siete antenas para realizar interferometría de radio en hasta 86 frecuencias de radio que van desde 1 a 18 gigahercios ( rango de microondas ). La combinación de resolución espacial y espectral se denomina espectroscopia de imágenes de microondas, que proporciona una rica información de diagnóstico sobre el Sol. Es sensible tanto a la radiación térmica de la cromosfera y la corona del Sol como a la radiación no térmica de los electrones de alta energía acelerados en las erupciones solares .
El conjunto también se ha utilizado para descubrir y estudiar los efectos de las ráfagas de radio solares en los sistemas de comunicación inalámbrica, incluidos los teléfonos móviles y el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Dichos efectos son aspectos del clima espacial .
En la década de 1990, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos buscaba un reemplazo rentable de su antigua Red de Telescopios Solares de Radio (RSTN), que operaba en frecuencias fijas. El equipo de Caltech propuso el Localizador de Ráfagas de Radio Solar (SRBL), que utilizaría la técnica de agilidad de frecuencia que se estudió en el OVSA. En virtud de un contrato con la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, se desarrollaron prototipos en el Observatorio de Radio del Valle Owens. Inicialmente, el plan era implementar el SRBL para ubicarlo junto con los sitios RSTN en un plazo de 1 a 2 años para complementar las observaciones ópticas de la Red Óptica de Observación Solar . [10]
Se desarrollaron prototipos de grado de investigación con el hardware y el software que se basaban en el sistema OVSA. [11] Las pruebas de campo comenzaron en 1994 con una antena en Hawái y la otra antena ubicada cerca del sitio de OVSA, a unos 10 metros (33 pies) de distancia de una de sus antenas. [10] [12]
SRBL era un espectrómetro que utilizaba una antena parabólica automatizada de 1,8 metros (5,9 pies) con un elemento receptor de antena espiral que era capaz de observar 120 frecuencias desde 610 MHz hasta 18 GHz en intervalos de 4,8 segundos. Además, se pueden observar frecuencias de 245 y 410 MHz desde una antena Yagi dual conectada al alimentador. El sistema observó el disco solar completo y pudo localizar posiciones de ráfagas de microondas mediante una sola antena sin usar interferometría ni escaneo mecánico. [10]
Finalmente, la empresa Raytheon obtuvo un contrato para fabricar los instrumentos de calidad de producción. La antena prototipo SRBL se dejó en el Observatorio de Radio del Valle Owens y estuvo en funcionamiento desde 1998. En 2005, el gobierno coreano otorgó una subvención para evaluar el sistema SRBL y continuar con las mejoras del sistema para crear el SRBL coreano. [10] [13]
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