Cosmologia

Desenvolvimentos Tecnológicos

Durante o desenvolvimento do experimento BEAST e, mais recentemente, na colaboração ARCADE, várias partes dos instrumentos foram projetadas e feitas no Brasil. Também ao longo do projeto GEM, muitos componentes do receptor e da antena foram concebidos e implementados pelo Grupo de Cosmologia Observacional do INPE.

Subsistemas tais como cornetas e recipientes criogênicos foram projetados no INPE e feitos no próprio INPE ou em firmas de São José dos Campos e Campinas. Abaixo, citamos alguns dos componentes e das técnicas desenvolvidas:

• sistema óptico
  • O sistema óptico do instrumento BEAST, também utilizado pelo experimento WMPOL, é do tipo Cassegrain "off-axis", com espelho primário com geometria de um parabolóide de 2 m de diâmetro e secundário com geometria de um elipsóide (60 cm de diâmetro). Seu desenho é tal que ele satisfaz as condições de Dragone-Mizuguchi. Foi projetado por um dos membros do grupo (parte da tese de doutorado de Newton Figueiredo) e confeccionado em colaboração com a UCSB. O mesmo conceito será utilizado no satélite científico Planck (ESA), a ser lançado em 2007;
• caixas para amplificadores HEMT;
• cornetas e guias de onda
  • Algumas cornetas empregadas nos experimentos em que o grupo teve participação foram projetadas e analisadas computacionalmente no Brasil. Foram também fabricadas aqui, utilizando-se diferentes técnicas, desde usinagem de precisão até eletrodeposição de cobre. Além de cornetas, foram confeccionados também guias de onda e transições;
• transdutores de modo ortogonal
  • Também conhecidos com OMTs (sigla do inglês), são componentes essenciais para sistemas radiométricos sensíveis a polarização. O experimento GEM em 5 GHz possui um destes OMTs que foi projetado e confeccionado no INPE;
• recipientes criogênicos
  • Vários dos experimentos do grupo, dentre eles o GEM, possuem componentes que precisam ser mantidos a temperaturas criogênicas (77 K, 4 K). Para obter sucesso na confecção de recipientes para estes componentes, é necessário o domínio da tecnologia de vácuo, bem como o domínio de ferramentas computacionais para análise térmica do sistema;
• difração em antenas de microondas
  • Dada a necessidade de avaliar a contaminação devida a emissões do solo e de dispositivos de rádio nos dados coletados pelos experimentos, o grupo desenvolveu uma técnica para calcular com detalhes os efeitos de difração em antenas de microondas, incluindo os anteparos que a cercam;
• bolômetros
  • Com o auxílio de ferramentas computacionais, está sendo estudado o melhor projeto para bolômetros a serem utilizados em uma nova geração de instrumentos, dedicados à radioastronomia na faixa de THz.