Instituto Argentino de Radioastronomía

- Parque Pereyra Iraola (Partido de Berazategui), a 20 km de la ciudad capital provincial de La Plata
La radioastronomía en Argentina se inicia en 1958, cuando se instaló en la Facultad de Agronomía en la Universidad Nacional de Buenos Aires (UBA) un interferómetro solar en 86 MHz y a su vez se creó la Comisión de Astrofísica y Radioastronomía (CAR).
Al crecer el interés y debido a la posición privilegiada del país, el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC), la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) y la UBA deciden en 1962 crear el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) cuyas funciones serían: promover y coordinar la investigación y desarrollo técnico de la radioastronomía y colaborar en la enseñanza. Científicos e ingenieros viajan al exterior para perfeccionar sus conocimientos y adquirir experiencia en técnicas de observación de la línea de 21cm.
La Carnegie Institution of Washington (CIW) colaboró desde el principio enviándo las partes de la primer antena con su receptor de 1420 MHz.
En noviembre de 1963 se inician los trabajos de construcción de la antena parabólica de 30 metros de diámetro (tarea que lleva tres años) en el Parque Pereyra Iraola a 20 km. de la ciudad de La Plata (Buenos Aires), simultáneamente con las obras civiles necesarias para alojar los laboratorios, talleres, sala de control, oficinas, etc.
El 11 de abril de 1965 se detecta, en forma experimental, por primera vez la línea en emisión del hidrógeno neutro en la frecuencia de 1420 MHz (λ=21 cm.) y el 26 de marzo de 1966 se inauguran oficialmente las instalaciones del Instituto Argentino de Radioastronomía .
Unos años después comienza la construcción de la segunda antena. El equipo receptor original, utilizado con la Antena I, fue reemplazado por uno más moderno, utilizando un amplificador paramétrico, provisto tambien por la CIW .
Para la Antena II se construyó en el IAR , poco después, un receptor para el continuo en 21 cm, con la colaboración del Max-Planck Institut für Radioastronomie de Bonn (MPIfR) .
Finalmente, en 1992 se instaló un nuevo receptor para usar con la Antena I, el cual fue construido en el MPIfR, por ingenieros del IAR. Este receptor, que puede sintonizarse en 1420 MHz y en 1670 MHz, incorpora técnicas criogénicas enfriando al mismo con He líquido para disminuir el ruido interno.

-Además de los dos radiotelescopios, el Instituto está integrado por varios edificios en los que se encuentran dependencias como la Dirección, Secretaría, Biblioteca, Sala de Conferencias, Oficinas, Laboratorios de Electrónica, Taller Mecánico y Sala de Control.
Finalidad
La Radioastronomía estudia los objetos existentes en el Universo por medio del análisis de las ondas de radio que los mismos emiten.
Las señales, generalmente muy débiles, pueden ser recibidas de objetos localizados en los confines de nuestro Universo.
Algunos de los problemas que esta rama de la astronomía estudia (formación estelar, estructura del medio interestelar, fuentes de energía de los rayos gamma, pulsares, cuásares y radiogalaxias) no pueden ser estudiados en los laboratorios terrestres. Otros aspectos inherentes a la Radioastronomía son el diseño de receptores de alta sensibilidad y el software que controla los radiotelescopios, que permite la adquisición de la información y el posterior análisis de las observaciones.
Las técnicas empleadas en los radiotelescopios son muy a menudo usadas en otras aplicaciones afuera del campo abarcado por la investigación astronómica.
El Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR) es pionero en la investigación radioastronómica en América Latina. Inició formalmente sus actividades en marzo de 1966, bajo la dirección del Dr. Carlos Varsavsky.
Actualmente el IAR depende del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) de Argentina y se encuentra enclavado en el Parque Pereyra Iraola.

En el Acta Fundacional de la institución se indica que las finalidades de la misma son:

a) Realizar investigaciones científicas en el campo de la radioastronomía.
b) Prestar ayuda y asesoramiento a otras instituciones interesadas en la investigación sobre radioastronomía.
c) Colaborar en el desarrollo de la enseñanza de la radioastronomía.
d) Contribuir a la formación de investigadores y técnicos en su campo específico.
e) Difundir información sobre su campo específico, por los medios y procedimientos apropiados.
f) Mantener relaciones de carácter científico con instituciones similares nacionales, extranjeras o internacionales.

Observatorio

La actividad observacional del IAR se centra en el uso de dos radiotelescopios de disco simple y 30 m de diámetro, que pueden funcionar con una variedad de receptores, que permiten realizar estudios de líneas espectrales como la de 21 cm, el continuo de radio, y la polarización de la radiación recibida.

Radiotelescopios
Un radiotelescopio está formado por tres partes fundamentales: antena, receptor y sistema de adquisición y procesamiento de datos.
El sistema de posicionamiento de la antena dirije la misma ("cala" en la jerga astronómica) a la posición que se desea observar, y el reflector principal de la antena recolecta la señal proveniente de esa zona.
El receptor radioastronómico es el encargado de tomar la energía suministrada por la antena y de acondicionar la misma a niveles y frecuencias adecuadas para su registro.
La adquisición y procesamiento de datos se realiza mediante un sistema de computación dedicado.
El Instituto cuenta con dos antenas parabólicas de 30m. de diámetro cada una. Cada reflector parabólico consiste de una estructura central de acero que soporta costillas de aluminio sobre las cuales se ajusta una malla de acero perforada. El peso aproximado de cada antena es de 30 toneladas.
Cada una de las antenas posee dos sistemas propulsores para moverlas en ángulo horario (t) y en declinación (d). En cada caso se utiliza un motor de 2 HP, para posicionamiento rápido, y otro de ¼ HP para movimientos lentos. En el caso del movimiento en ángulo horario, éste último permite, moviendo la antena hacia el oeste, seguir el movimiento aparente de las fuentes en el cielo debido a la rotación terrestre.
La resolución angular (en λ=21cm) es de 30 minutos de arco y el seguimiento horario de las radiofuentes puede efectuarse durante 4 horas (máximo permitido por el movimiento este-oeste).
En los focos primarios de las antenas se encuentran los receptores. En el caso de la Antena I el receptor es criogénico refrigerado con Helio gaseoso a 15K (-258°C).

Dependencias Técnicas

Como en todo observatorio, en el IAR se realizan diversas tareas de desarrollo y mantenimiento de los equipos utilizados para las observaciones radioastronómicas.

El responsable general del área observatorio es el Ing. Juan José LARRARTE.

Departamento de electrónica.
En el Departamento de Electrónica se realizan, entre otras, las tareas de:
- Diseño, construcción y mantenimiento de equipos eléctricos y electrónicos para uso en radioastronomía.
- Armado de amplificadores y filtros para radiofrecuencia.
- Construcción de equipos relacionados con técnicas de vacío y frío.
- Desarrollo de sintetizadores de síntesis digital directa.
- Procesamiento digital de señales
- Trabajos de transferencia de tecnología
- Mantenimiento del instrumental de la Sala de Control
- Diseño y construcción de equipos digitales
- Especialización en técnicas de armado de conectores
- Armado de plaquetas electrónicas
- Diseño de circuitos impresos con computadora
Personal involucrado:
Ing. Martín BENITEZ
Ing. Leandro GARCIA
Ing. Juan José LARRARTE
Ing. Daniel PERILLI
Téc. Eliseo DIAZ
Téc. Marcelo FUMAGALLI
Téc. Guillermo GANCIO
Téc. Julio MAZZARO
Téc. Martín SALIBE
Téc. Abel SANTORO
Téc. Martín SEMEGONE
Téc. Facundo AQUINO
-Departamento de electrotecnia
Sus tareas más relevantes son el diseño, construcción y mantenimiento de instalaciones eléctricas y electromecánicas.Personal involucrado:
Téc. Pablo ALARCÓN
Téc. Pablo OTTONELLO
-Laboratorio de vacío y frío
En éste laboratorio se realizan trabajos de alto vacío y temperaturas criogénicas aplicadas a amplificadores de bajo ruido.Personal involucrado:
Ing. Daniel PERILLI
Téc. Eliseo DIAZ
Téc. Pablo OTTONELLO
Téc. Abel SANTORO
-Laboratorio para soldado de placas impresas
En este Laboratorio se realiza el soldado y armado de circuitos impresos.Personal involucrado:
Téc. Guillermo GANCIO
Taller Mecánico
En el Taller Mecánico se realizan tareas de desarrollo y mantenimiento de los equipos instalados en los radiotelescopios. Esto comprende trabajos de tornería y fresado de precisión, carpintería, soldaduras, etc.Personal involucrado:
Ing. Leonardo GUARRERA
Téc. Santiago SPAGNOLO
Sr. Oscar LEONARDI
Sr. Oscar PEREZ
Sr. Ricardo ZALAZAR
Sr. Nahuel DUARTE 

Desarrollo Instrumental
-Control Automático de Ganancia sobre un CPLD
Una de las antenas del IAR utiliza un receptor criogénico refrigerado a 15ºK (-258ºC) operando en una frecuencia central de 1420Mhz(HI). Estas pequeñas señales de radio, deben ser acondicionadas a niveles de potencia predeterminados por la configuración utilizada por el receptor, es por ello necesario que un módulo sea responsable del control automático de ganancia (C.A.G.) del sistema.
-Diseño de un reloj sidéreo sobre una plataforma uClinux y FPGA
Parte del instrumental que tiene el I.A.R. está dedicado al sistema de apuntamiento de una antena de 30mts de diámetro, con la cual realiza observaciones radioastronómicas en la banda de 1420Mhz(HI). Uno de los módulos está encargado de proveer una señal de referencia de tiempo y frecuencia que está sincronizada con el movimiento de los astros, este reloj se denomina de "tiempo sidéreo".
-Sintetizadores de síntesis digital directa (DDS) en Osciladores Locales
Se describen las características e implementación de sintetizadores de Síntesis Digital Directa DDS como Osciladores Locales, destinados a formar parte del Receptor de RF del Radiotelescopio ubicado en el Instituto.
-Observaciones para calibración y detección de errores en el radiotelescopio
Se realizan observaciones de diferentes perfiles de calibración en la línea del hidrógeno neutro HI (1420 Mhz.)
-Construcción de un recinto blindado electromagnéticamente (Jaula de Faraday)
Una jaula de Faraday es un recinto recubierto en metal, bien conectado a tierra, cuya característica principal es aislar el campo eléctrico de modo tal que las descargas que se producen en el exterior de la jaula no afecten el interior y viceversa.
-Control de temperatura de las celdas Peltier
Frente a la probable necesidad de controlar la temperatura de partes del nuevo receptor de continuo que se construirá en la banda de 5 GHz, se están llevando a cabo estudios sobre sistemas capaces de cumplir con los requisitos deseados utilizando celdas termoeléctricas cuyo funcionamiento se basa en el efecto Peltier. La termostatización de parte del nuevo receptor es necesaria para garantizar la estabilidad en ganancia del sistema.
El efecto Peltier se produce cuando una corriente eléctrica circula a través de dos semiconductores diferentes, produciendo un transporte de energía calórica desde una cara hacia la otra de una celda construida con dichos materiales.
La principal ventaja de esta tecnología consiste en que no existen elementos móviles que puedan sufrir desgastes mecánicos.
-Nuevo receptor refrigerado a temperaturas criogénicas en 5 GHz
Desarrollo de un receptor polarimétrico en el continuo de radio refrigerado a temperaturas criogénicas (20K). El mismo será instalado en una de las antenas del IAR, para llevar a cabo un relevamiento en el continuo de radio en la banda de 5 GHz. El ancho de banda del receptor sería de 500 MHz y la meta es la detección de radiofuentes que tengan un flujo superior a los 3 mJy.
-Laboratorio de vacío en el IAR
Puesta en funcionamiento de una cámara de vacío de laboratorio construida en acero inoxidable, con accesorios e instrumental necesario para las mediciones de vacío y el comportamiento térmico de amplificadores y componentes a bajas temperaturas. Se logra alcanzar una temperatura de de 20K (-253ºC).
-Control de sensores de presión
Automatización de las medidas de campo en el Laboratorio de vacío. Se implementa un software para el control y la adquisición de datos de los equipos medidores de vacío bajo plataforma GNU/Linux. Manejo remoto de medidores de vacío dentro del rango entre 10 mbar/Torr y la presión atmosférica.
-Mediciones de interferencias electromagnéticas
Mediciones de interferencias electromagnéticas para detectar señales, originadas tanto en el interior como en el exterior del IAR, que puedan afectar el comportamiento de los receptores radioastronómicos.
Se efectuó un relevamiento de la banda de radiofrecuencia desde 1270MHz hasta 5800MHz. Este trabajo se llevó a cabo con parte del equipo usado en la campaña de medición de interferencias para el proyecto SKA.
También se han llevado a cabo mediciones del blindaje efectivo de nuevas jaulas de Faraday, diseñadas para el aislamiento de la emisión electromagnética de las computadoras del IAR. Los procedimientos y técnicas empleadas se ajustan al protocolo del IEEE Std 299-1997.
-Cambio de superficie de la Antena 2
Se están llevando a cabo los estudios preliminares para efectuar el cambio de la superficie de la antena Nº 2 del IAR, para permitir que la misma trabaje en forma apropiada a frecuencias de 5.5 GHz. En esta se llevará a cabo durante el año entrante un relevamiento polarimétrico en el continuo de radio.
En los trabajos inherentes al cambio de superficie intervienen alumnos y profesores de los Departamentos de Aeronáutica y Agrimensura de la Universidad Nacional de La Plata, como así también personal del Instituto Argentino de Radioastronomía.
La tarea consiste en el desarrollo de técnicas de medición del paraboloide de 30m de diámetro, el estudio de los esfuerzos mecánicos y deformaciones a los que estará sometida la estructura de la antena con la nueva superficie, y la especificación del material a utilizar.
-Base de Tiempo
Desarrollo del Sistema de Base de Tiempo y Frecuencia utilizado como referencia en los sistemas de observación
-Multiplexado de Frecuencia Intermedia (FI)
Sistema para la automatización y control por medio de computadoras de la distribución de las etapas de Frecuencia Intermedia (FI) de las Antenas I y II de acuerdo con el receptor que se quiera utilizar.
-Receptor de Continuo
Desarrollo de un receptor para realizar observaciones de continuo en la banda de 5.7GHz. El receptor será polarimétrico.
-Etapa de Frecuencia Intermedia (FI) para sistemas analizadores de líneas espectrales
Desarrollo de una etapa de Frecuencia Intermedia (FI) para el receptor de líneas espectrales disponible en la Antena I.
-Atenuador Digital Programable
Desarrollo de un control automatizado de potencia para el correlador digital, mediante una PC de adquisición
-Sistema de Velocidad Variable para los radiotelescopios
Sistema para controlar automáticamente la velocidad de los movimientos de la antena parabólica de 30m de diámetro.
-Instrumentación Virtual
Desarrollo de software para el control y automatización de instrumental de medición, trabajando en el entorno de NI LabWindows.
-APIS para Microcontroladores
Desarrollo de APIS de forma modular para la utilización sobre cualquier familia de microcontroladores de diferentes módulos tales como monitores, teclados. memorias, etc

Servicios
-Sistema de Medición de Interferencias
El Sistema de Medición de Interferencias (SMI) es un servicio recientemente instalado en el IAR, que permite monitorear en forma automática y en tiempo real la presencia de interferencias(1) presentes en el Instituto en el espectro electromagnético.
En un futuro se planea desarrollar un sistema SMI portátil, que permitirá satisfacer las necesidades tanto de carácter científico como las de las potenciales empresas que pudiesen requerir de esta clase de prestaciones.