Múltiples fenómenos ocurren en el Universo, algunos conocidos y otros misteriosos, algunos se pueden ver con la luz visible a los ojos y otros son invisibles, y todos son fundamentales de investigar para avanzar en comprender desde el origen del Cosmos hasta nuestro lugar en éste.
Con esa meta trabajan astrónomos, y parte importante desde Chile como capital astronómica mundial por sus cielos privilegiados que generan que estén observatorios internacionales con parte de los más potentes instrumentos. Para lo visible se usan telescopios ópticos, descendientes evolucionados de un instrumento inventado hace varios siglos, para lo invisible están los radiotelescopios que se crearon en el siglo XX para develar sorprendentes e importantes secretos.
Y desde la Universidad de Concepción (UdeC) se apuesta por potenciar la radioastronomía global, a través de un proyecto para desarrollar una nueva generación de módulos de recepción de ondas milimétricas para cámaras de radiotelescopios que lidera el doctor Rodrigo Reeves, director del Centro de Instrumentación Astronómica CePIA y académico del Departamento de Astronomía UdeC e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines-Cata, Centro Basal de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (Anid).
La iniciativa adjudicó fondos del Concurso Tecnologías Avanzadas 2025 de la Anid para cuatro años de ejecución. Y para su desarrollo cuenta con colaboración internacional de destacadas entidades que permitirán modernizar y fortalecer infraestructura y capacidades del CePIA-UdeC: el centro de investigación técnica VTT de Finlandia, la Universidad Normal de Shanghái (ShNU) de China, y Caltech/JPL de Estados Unidos.
Para crear potentes prototipos que serán clave para la astronomía de alta precisión, Reeves destaca que la propuesta se basa en la moderna tecnología MMIC (sigla en inglés para circuitos integrados monolíticos de microondas) que se fabrican con materiales de frontera como Fosfuro de Indio y Silicio-Germanio.
“Los módulos estarán diseñados para operar en la banda de 100 GHz, donde por ejemplo se hacen estudios importantes de regiones donde se forman las estrellas, con doble polarización y muy bajo nivel de ruido, y buscan convertirse en bloques fundamentales para formar cámaras que se instalen en telescopios como el Leighton Chajnantor Telescope, ubicado en el altiplano”, detalla.
El trabajo considera diversas etapas en torno a diferentes campos disciplinares e investigación aplicada, desde diseño y simulación electromagnética, hasta fabricación en colaboración con los centros internacionales, y ensamblaje criogénico en el CePIA y validación experimental bajo condiciones reales.
El proyecto surgió de una necesidad en astronomía milimétrica: la falta de cámaras con muchos píxeles sensibles y eficientes en ondas milimétricas como los 100 GHz. “Actualmente, construir receptores milimétricos es costoso y poco escalable, lo que limita el tamaño de las cámaras y, por lo tanto, la velocidad y profundidad de los estudios del cielo”, advierte el académico.
Ante ello, se propone una solución altamente integrada, compacta y de bajo consumo que permitiría construir cámaras de decenas o cientos de píxeles y mejorar notablemente el rendimiento de los sistemas, aumentando la calidad de los datos a la vez que reduce el tiempo de observación.
Reeves destaca que este desarrollo impactaría el estudio de áreas relevantes como formación de galaxia, medio interestelar o caracterización de emisiones de objetos muy distantes del Universo.
Además, contribuiría a cerrar una brecha en la instrumentación astronómica nacional. Al respecto explica que la tecnología MMIC aplicada a radioastronomía se utiliza en instrumentos de frontera, pero tiene incipiente desarrollo en Chile. También expone que “si bien desarrollos internacionales como los de Caltech o JPL han demostrado estos conceptos en escalas pequeñas, es la primera vez que en Chile se plantea avanzar en la miniaturización de toda la cadena: desde el diseño hasta la validación experimental de módulos MMIC para telescopios profesionales”.
CePIA-UdeC
La propuesta se sustenta en más de 10 años de experiencia del CePIA-UdeC, como parte del Cata y de la mano de colaboraciones internacionales con VTT, Caltech y JPL, y más recientemente la ShNU en el contexto del proyecto Leighton Chajnantor Telescope, radiotelescopio que funcionará en el llano de Chajnantor en el Desierto de Atacama y será el primer telescopio profesional operado por una universidad chilena, la UdeC.
El director del CePIA Rodrigo Reeves releva que múltiples proyectos e infraestructura validan y fortalecen la viabilidad científica y técnica. Sobre ello destaca que hay estaciones de prueba o capacidad de simulación electromagnética avanzada, entre otros, además con los socios internacionales han probado con éxito integraciones de tecnologías similares con distintos fines.
Es una trayectoria con clave dentro del avance de la instrumentación astronómica nacional.
Chile es privilegiado para observar el cielo, sobre todo el desierto y altiplano por su altura, baja humedad y oscuridad. Eso ubica como capital mundial de la astronomía, con múltiples observatorios instalados y la construcción de los más grandes telescopios, hasta albergar 70% de la capacidad astronómica global a 2030. Aunque históricamente fue un país observador dependiente de tecnologías creadas en el extranjero, no desarrollador de los instrumentos que permiten explorar el Universo y ampliar las fronteras del conocimiento.
Y Reeves sostiene que los últimos 15 años ha comenzado a cambiar al surgir grupos como el CePIA-UdeC gracias al Cata y otros centros que diseñan y construyen instrumentos. En este sentido, enfatiza que “CePIA junto con Cata buscan consolidarse como centro de referencia en el sur global en tecnologías aplicadas a la astronomía”. Así, desde Concepción contribuir al avance en este campo para Chile.
Es algo fundamental para ser realmente capital astronómica mundial.
“Tener infraestructura astronómica no es suficiente: desarrollar nuestra propia tecnología permite autonomía científica, formación avanzada, y transferencia de conocimiento a industrias estratégicas y emergentes”, manifiesta Reeves. “Estos proyectos demuestran que en Chile no sólo se pueden instalar los telescopios más poderosos del mundo, también diseñar y fabricar la tecnología que los hace funcionar. Eso nos posiciona como país no solo de destino astronómico, sino como polo de nivel internacional en la generación de conocimiento e innovación tecnológica”.
Y en su opinión más crucial es hacerlo desde distintas regiones, descentralizando la ciencia y el conocimiento para fortalecer el sistema científico fuera de Santiago.