BDA - Arranjo Decimétrico Brasileiro
Uma equipe de cientistas brasileiros está coordenando esforços para desenvolver o Arranjo Decimétrico Brasileiro (do inglês BDA – Brazilian Decimetric Array) um radiotelescópio composto por 38 antenas que emprega modernas técnicas de interferometria de rádio, trabalhando na escala de freqüência de 1.2−6.0 gigahertz. A linha de base final do interferômetro será de 2.27 quilômetros no sentido leste-oeste e 1.17 quilômetros no sentido sul, respectivamente. Este instrumento obterá as imagens de rádio do sol com uma definição espacial de 4,6 segundos de arco. Um protótipo do interferômetro do BDA (PBDA), consistindo em cinco antenas que têm linha de base medindo 220 metros no sentido leste-oeste, está operando com sucesso no sitio em Cachoeira Paulista-SP (Latitude 45° 00′ 20″ Oeste e Longitude 22° 41′ 19″ Sul) a uma freqüência de 1.2-1.7 gigahertz. Desde 2004 estão sendo realizadas diariamente observações solares e não-solares.
Toda a estrutura mecânica e softwares utilizados no sistema foram testados com sucesso durante este período realizando observações de fontes de rádio.
A sensibilidade estimada do PBDA que consiste em 5 antenas do diâmetro de 4 m cada uma, é de aproximadamente 3.5 Jy/beam para 1 minuto do tempo de integração para observações galácticas e extragalácticas em 1.4 gigahertz. Em caso do Sol, as sensibilidades estimadas/feixe para uma definição de tempo de 100 milissegundos são ao redor 140 SFU/beam (1 SFU = 10000 Jy). O BDA, em breve, estará aberto à toda comunidade científica para o uso em observações solares e não-solares e estudos de fenômenos do tempo e espaço.
Cientistas e engenheiros do INPE do grupo de Física do Meio Interplanetário (FMI) desenvolveram um radiotelescópio utilizando tecnologia brasileira disponível. Este telescópio conhecido como radiômetro variável de ondas de milímetro de freqüência, encontra-se em operação desde 1988. O Spectroscopio Solar Brasileiro ou Brazilian Solar Spectroscope (BSS) como é chamado, é composto de uma antena polar de 9 metros de diâmetro, em operação regular desde 1990, no sitio do INPE em São José dos Campos - SP. O grupo iniciou um programa de previsão do tempo do clima espacial usando técnicas de tomografia espectral em 1997. Realizando a importância da espectroscopia da imagem latente aos relacionamentos terrestres solares e da previsão do tempo espacial ao programa brasileiro da ciência do espaço.
O BDA é o resultado dos esforços de cientistas brasileiros em colaboração com importantes astrônomos internacionais:
- Prof. Govind Swarup - Centro Nacional de Astrofísica de Rádio do Instituto da Pesquisa Fundamental de Tata-India.
- Prof. Kiyoto Shibasaki - Heliograph de rádio de Nobeyama-Japão.
- Dr. K.R. Subramanian - Instituto Indiano da Astrofísica, India.
- Prof. W.J. Welch - Universidade de Berkeley, EUA
- Prof. D.E. Gary - Instituto de Tecnologia de New-Jersey, EUA.
Estes esforços visam construir um interferômetro bidimensional com a forma de um “T”, dedicada para investigações na pesquisa solar, galáctica e extragaláctica de astrofísica. Será o único instrumento no hemisfério sul (Sawant et al., 2003).
O BDA, terá definições de tempo espaciais elevadas a 5 segundos de arco (em 5.6 gigahertz) e 100 milissegundos respectivamente. É importante salientar o baixo custo e tecnologia moderna empregadas no arranjo. O BDA terá a capacidade de observar fenômenos solares e não-solares nas seguintes faixas de freqüência de rádio, 1.2 - 1.7, 2.8-5.6 gigahertz. As estimativas da sensibilidade mostram que o BDA terá um rms de 3 mJy em 21 cm para uma temperatura do sistema de 50 K. A versão final do BDA terá uma disposição interferométrica que consiste em 38 antenas parabólicas de 4 metros de diâmetro cada, com uma disposição dada forma compacta de “T” no centro que tem 32 antenas. O BDA fornecerá imagens de rádio solares a ser usadas em uma técnica de tomografia espectral que está sendo utilizada para a aplicação à previsão de tempo espacial.
O instrumento será muito útil para investigações galácticas e extragalácticas do céu do hemisfério sul não acessíveis ao VLA.
BDA −Phase−I:
O desenvolvimento da primeira fase do Arranjo Dessimétrico Brasileiro (Protótipo-PBDA) teve inicio em dezembro de 2001 (Sawant et al., 2000a, b). A finalidade principal do desenvolvimento deste protótipo de 5 elementos era aperfeiçoar todos os testes de engenharia extensivos a ser feitos em cada subsistema (Sawant et al., 2002). Este instrumento esteve em operação no sitio do INPE em São José dos Campos. Em 2004, foi providenciada toda a infra-estrutura local do INPE de Cachoeira Paulista para a transferência definitiva do arranjo. Os 5 elementos foram instalados ao longo de uma linha de base máxima de 216 m no sentido leste-oeste. O PBDA entrou em operação, com a execução do sistema de correlação digital e do software para a calibração para a produção de mapas unidimensionais. O primeiro mapa solar adquirido pelo instrumento foi em dezembro de 2004. A primeira fase do PBDA foi concluída em 2006. A tecnologia de vários subsistemas utilizados no instrumento foi transferida para várias indústrias locais, tais como a estrutura mecânica, sistema de rastreio e receptores PLO.
Há uma ausência de interferômetro no hemisfério do sul que são dedicados às observações solares na escala de comprimento de onda dessimétrica, e pretendidos para investigações dos problemas fundamentais da física solar, tais como a liberação de energia em Flares solares, no aquecimento coronal, na provocação de CMEs, e em efeitos no tempo do espaço. Junto com outros heliógrafos de rádio, o BDA permitirá a realização de observações solares, de modo contínuo por 24 horas por dia, conforme figura 1a.
- Figura 1a: Posição dos Radio Heliógrafos em torno do globo.
A definição angular elevada do BDA contribuirá para o melhoramento das observações galácticas e extra-galactic feitas com o radiotelescópio de Parkes, contribuindo desse modo para o melhoramento das observações de fontes de rádio galácticas e extragalácticas no hemisfério sul. Dentro do prazo de uma década, interferômetros como SKA, ALMA e LOFAR entrarão em operação, e assim, com o BDA, os pesquisadores brasileiros serão treinados para usar estes telescópios que serão os maiores no mundo. Dominar a tecnologia da interferometria é muito importante para o programa espacial brasileiro.