A National Science Foundation (NSF) e a diretoria do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) aprovaram um projeto de atualização multimilionário para os receptores de 1,3 mm (Banda 6) do Observatório por meio do Programa de Desenvolvimento ALMA da América do Norte. Os receptores – originalmente construídos e a serem atualizados pelo Laboratório de Desenvolvimento Central (CDL) no Observatório Nacional de Radioastronomia (NRAO) – são os mais produtivos cientificamente na programação do ALMA. Com lançamento em 2021, a Fase 1 do projeto – financiado por US $ 7,68 milhões – visa produzir um receptor protótipo até 2026 que permitirá à NRAO planejar a construção de um conjunto totalmente atualizado de receptores da Banda 6 para ALMA. Esses novos receptores Band 6v2 irão aumentar a quantidade e a qualidade da ciência medida em comprimentos de onda entre 1,4 mm e 1,1 mm.
Crystal Brogan, Cientista do Programa ALMA-América do Norte e Coordenador do Programa de Desenvolvimento do ALMA no NRAO, disse que, para os cientistas, a atualização – que ocorrerá ao longo de uma década do projeto à conclusão – fornece três melhorias significativas. A cobertura do comprimento de onda de qualquer observação mais que dobrará, o que permitirá que muito mais linhas espectrais sejam observadas ao mesmo tempo. Além disso, a atualização aumentará a faixa geral de comprimento de onda acessível pelo receptor e melhorará sua sensibilidade, o que reduz o tempo de observação necessário. Brogan disse: “O que isso significa para os cientistas é que uma seleção mais ampla de transições de linha de diagnóstico pode ser observada simultaneamente com melhor sensibilidade do que nunca, levando a resultados científicos mais precisos e eficientes.”
A atualização da Banda 6 é parte da ambiciosa “Atualização de sensibilidade de banda larga ALMA2030”, que visa pelo menos dobrar e, eventualmente, quadruplicar a largura de banda correlacionada das antenas do Observatório. A banda 6v2 será o primeiro receptor atualizado como parte do Roteiro de Desenvolvimento ALMA2030. Brogan observou que o receptor foi escolhido para a primeira atualização porque “a Banda 6 é atualmente a banda mais popular do ALMA em termos de número de horas propostas em cada ciclo. Vemos mais publicações do ALMA relatando resultados desta banda do que qualquer outra em todos os anos de observação. ”
Tecnologicamente, o amplo projeto inclui a atualização ou substituição de praticamente todos os subsistemas críticos nos receptores, incluindo as antenas de alimentação, os separadores de polarização (também chamados de transdutores ortomodais ou OMTs), mixers e amplificadores e osciladores locais.
A atualização inclui várias tecnologias novas ou aprimoradas resultantes da colaboração do NRAO com o Laboratório de Inovações na Fabricação da Universidade da Virgínia (IFAB). Bert Hawkins, Diretor do CDL, disse: “Nosso trabalho com UVA inclui o desenvolvimento de um novo mixer SIS supercondutor no coração do novo receptor que estende a faixa de comprimento de onda à qual o receptor será sensível, aumentando assim as capacidades científicas da Banda 6 . Também estamos trabalhando juntos para desenvolver uma nova classe de acopladores híbridos supercondutores usados dentro do receptor para separar bandas laterais no sinal. Além de nosso trabalho com UVA, nossas equipes internas estão aprimorando uma miríade de tecnologias. Nossa equipe de amplificadores de baixo ruído , por exemplo, está desenvolvendo uma nova geração de amplificadores resfriados criogenicamente com base em um transistor disponível comercialmente. ”
Hawkins acrescentou: “O receptor Band 6 original foi projetado há mais de 20 anos. Desde então, a National Science Foundation investiu no aprimoramento da tecnologia do receptor de ondas milimétricas por meio do NRAO. Esse esforço valeu a pena, e agora, aproveitando a tecnologia desenvolvida no CDL e com nossos parceiros da Universidade da Virgínia, esta atualização atende ao apelo do Roteiro de Desenvolvimento ALMA2030 para aumentar a largura de banda e a cobertura do comprimento de onda dos receptores ALMA, melhorando a sensibilidade. ” Além de dar continuidade a uma parceria de longa data com a UVA, a atualização permitirá que o ALMA-América do Norte aproveite seu relacionamento existente com a Iniciativa de Manufatura Avançada no Piedmont Virginia Community College (PVCC), proporcionando aos alunos experiências práticas como micro-montagem e cabos ligação, o uso de pequenos rádios definidos por software para medir e caracterizar o espectro eletromagnético, medições de alta frequência e medições criogênicas de eletrônicos.
“A colaboração internacional do ALMA tem uma visão clara para o futuro da radioastronomia e a atualização da Band 6v2 é a primeira de uma longa linha de atualizações que trará uma sensibilidade incomparável a este observatório já imensamente poderoso”, disse Tony Beasley, Diretor do NRAO. “O Band 6 original rapidamente se tornou o receptor mais produtivo cientificamente no ALMA por causa de suas capacidades. Com esta atualização do CDL, o Band 6v2 manterá essa posição no ALMA por muitos anos.”
O diretor do ALMA Sean Dougherty acrescentou: “Esta é uma atualização muito interessante para o sistema de receptor mais produtivo do ALMA. Além dos novos recursos científicos fenomenais, o ALMA será capaz de fazer observações muito mais rápido, pois os novos receptores serão muito mais sensíveis. aumentará substancialmente a quantidade de observações de alta qualidade que podemos entregar à comunidade. ”
O Programa de Desenvolvimento ALMA da América do Norte é financiado pela NSF e pelo National Research Council of Canada. “Essas atualizações do Band 6v2 apontam para a capacidade fantástica de fazer melhorias à medida que a tecnologia avança”, disse o Dr. Joe Pesce, Oficial do Programa ALMA da National Science Foundation. “As novas capacidades científicas possibilitadas pelas atualizações permitirão que o ALMA permaneça na vanguarda da ciência milimétrica.”
Publicado em 21/12/2021 06h44
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