La Cámara Schmidt del Observatorio Nacional de Llano del Hato (la cuarta más grande del mundo), es un instrumento con caracterÃsticas ópticas que lo hacen idóneo para proyectos observacionales que involucran búsqueda de objetos especÃficos sobre extensas áreas en el cielo. Toma su nombre del óptico alemán Bernhard Schmidt, quien en 1930 desarrolla y fabrica exitosamente, con fines principalmente astrofotográficos, esta familia de telescopios de campo visual amplio. Fabricado por la firma alemana Askania, su configuración óptica incluye un espejo esférico y una lente correctora, con diámetros de 1.5 metros y un metro respectivamente.
El tubo que encierra y sostiene los elementos ópticos posee una longitud de 7 metros. El espejo, con un peso de una tonelada, se encuentra en la parte inferior. En el extremo opuesto, en la parte superior del tubo, hallamos la lente correctora. A mitad de camino entre estos dos elementos ópticos se encuentra una cámara electrónica digital, la cual envÃa las imágenes del cielo a las computadoras ubicadas en el cuarto de control.
Este telescopio dispone de un prisma de un metro de diámetro que puede ser colocado al frente de la lente correctora. De esta manera, es posible obtener simultáneamente los espectros de todos los objetos celestes presentes en el campo de visión del instrumento. La estructura mecánica del telescopio, también llamada «montura», es del tipo ecuatorial de doble horquilla. Esta última, paralela al eje de rotación terrestre por estar dirigida con precisión al Polo Norte Celeste, permite compensar el movimiento de rotación de nuestro planeta. Gracias a un motor eléctrico, que impulsa un movimiento de un giro completo en 23 horas y 56 minutos, es decir un dÃa sideral, el telescopio puede mantener bajo observación un astro determinado anulando localmente su movimiento aparente sobre la bóveda celeste. La cúpula que protege este telescopio tiene un diámetro de 16 metros y al igual que las otras cúpulas puede girar horizontalmente 360 grados de forma continua.
Como detector el telescopio dispone de una cámara electrónica digital especialmente diseñada y fabricada para prestaciones máximas con la configuración óptica del Schmidt. Resultado de una colaboración técnica y cientÃfica, en la cual participan las universidades de Yale e Indiana, Estados Unidos, y el CIDA, Venezuela, esta cámara es única en el mundo. Con un costo de más de 500 mil dólares, este dispositivo posee 16 sensores CCDs, dispuestos en un arreglo regular de 4 por 4, que abarcan en el cielo un campo visual de 5 grados cuadrados.
El telescopio y sus 16 ojos electrónicos, durante las noches despejadas, producen un registro permanente del cielo observado. Siete computadoras se encargan de controlar la operación de los 16 sensores y la transmisión de los datos desde la cámara a los discos para su posterior almacenamiento. En condiciones normales de operación, la cámara produce un volumen de datos equivalente a un Megabyte por segundo. Una noche de observación genera 27 Gigabytes de información.
Con frecuencia, para examinar el cielo de forma continua, los astrónomos emplean una técnica particular llamada «rastreo» (drift scan). Para ello se mantiene el telescopio en una posición estacionaria y la lectura de los sensores es sincronizada con la velocidad de rotación terrestre. Mediante esta técnica, en una noche tÃpica de observación ininterrumpida, es posible escudriñar unos 330 grados cuadrados, es decir, casi el uno por ciento de la totalidad del cielo. También es posible tomar imágenes en modo guiado o directo, sincronizando el movimiento del telescopio con el movimiento aparente de la bóveda celeste.
Cámara YIC. Mosaico 16 CCD´s
La cámara YIC consiste de un arreglo de 16 CCD´s de 2048 x 2048 pÃxeles para un gran total de 67 megapÃxeles, siendo esta una de las cámaras más grandes existentes en el mundo para uso en astronomÃa. Los CCD´s utilizados en la cámara YIC son del tipo de iluminación frontal y con un recubrimiento sobre su superficie para mejorar la sensibilidad en el ultravioleta. El nombre de CCD viene de las siglas en inglés Charge Copled Devices o Dispositivos de Carga Acoplada. Los 16 CCD´s están colocados sobre cuatro «dedos» móviles que permiten el ajuste de las columnas a diferentes declinaciones, cuatro CCD´s por cada dedo ubicados en dirección Norte-Sur. Esto garantiza, al menos en una banda de 6 grados alrededor del ecuador, que en el modo driftscan las estrellas se moverán a lo largo de una columna de pÃxeles sobre el CCD.
La lectura de los CCD´s se realiza a través de un conjunto de 32 tarjetas electrónicas, dos por cada CCD, una tarjeta «digital» encargada de dar todas las señales de temporización para la lectura y una tarjeta «analógica» encargada de recibir la señal de video y procesarla para su digitalización. Adicional a este grupo de tarjetas, el conjunto de lectura incluye una tarjeta generadora de la señal de reloj maestro y cuatro tarjetas de interfaz hacia los computadores de adquisición de datos, uno por cada columna de CCD´s. Finalmente el conjunto se completa con cuatro computadores encargados de recibir las señales de cada columna de CCD´s, dos computadores encargados de almacenar los datos de la observación y un último computador que sirve como interfaz de usuario y almacenado en cinta.
Los computadores funcionan con el sistema operativo QNX y el computador final funciona bajo ambiente Linux. Para poder operar la cámara en astronomÃa es necesario reducir los niveles de ruido térmico que podrÃan saturar la imagen en pocos segundos, para ello es necesario enfriar todo el conjunto de CCD´s a valores muy bajos de temperatura. Esto se logra con un sistema criogénico de lazo cerrado FTS System, modelo RC210, con el cual podemos llegar a temperaturas inferiores a los -80º C. El lÃquido refrigerante utilizado es Flutec PP50 (¡no CFC!).
Las lÃneas que transportan el lÃquido, asà como el conjunto de la cámara, se encuentran «en vacÃo» (~ 50 mT) para evitar problemas de condensación. Como equipo adicional se dispone de un juego de filtros UBUV, un juego de filtros IRVB de posiciones intercambiables y un filtro pasa bajo con frecuencia de corte en 7000 Aº. La cámara permite la observación en modo guiado o en modo de rastreo a la deriva (drift scan). Con el telescopio Schmidt del CIDA es posible realizar las observaciones en modo directo o con prisma objetivo (500Aº/mm).
