Världens just nu känsligaste mottagare för radiovågor med våglängd kring 1,5 millimeter har levererats från Chalmers till det internationella ALMA-observatoriet i norra Chile.

Väl på plats i Atacama-öknen, 5000 meter över havet, kommer mottagaren att göra det möjligt för forskare att kartlägga vatten i vår närmaste del av universum. Den kommer även att ge en helt ny bild av de mest avlägsna galaxerna. Leveransen är en milstolpe för ett projekt som med stöd från EU utvecklat helt ny teknik från grunden på bara fem år.

ALMA är en internationell forskningsanläggning för astronomi under uppbyggnad i norra Chile, ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Östasien i samverkan med chilenska staten. Observatoriet kommer att användas till att studera de yngsta och mest avlägsna galaxerna i universum, samt att se in i områden där lager av stoft och damm annars hindrar forskare från att studera hur stjärnor och planeter föds. För det krävs att teleskopet observerar ljus med våglängd kring en millimeter. Sådant ljus är osynligt för våra ögon och ligger mellan infrarött ljus och radiovågor i det elektromagnetiska spektrumet.

En grupp forskare på Chalmers har specialbyggt en avancerad mottagare för att registrera just sådan radiostrålning, med våglängd mellan 1,4 och 1,8 millimeter (frekvenser mellan 163 och 211 GHz, kallat ALMA Band 5). Den svenska tekniken är en viktig del i den framtida utrustningen för observatoriet ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), en gigantisk uppställning av slutligen 66 antenner i Atacamaöknen.

– Vår grupp är en av bara sex forskargrupper i världen som fått kontrakt att ta fram mottagare till ALMA. Onsala rymdobservatorium och Chalmers spelar en nycielroll i att utveckla den teknik som kommer att leda till viktiga upptäckter om vårt kosmiska ursprung, säger Hans Olofsson, professor i astronomi vid Chalmers och föreståndare för Onsala rymdobservatorium.

Mottagaren utnyttjar den mycket torra luften på ALMA:s observationsplats för att klara något som tidigare varit förbehållet rymdsonder: att observera strålning från vattenmolekyler i vår galax och bortom den. Med Chalmers' mottagare på plats kommer ALMA att kunna göra skarpare bilder än någonsin av vatten i rymden. Utöver dess betydelse för liv spelar vatten en viktig roll i bildandet av stjärnor och planetsystem.

Robert Laing är vetenskaplig projektledare för ALMA:s instrumentering vid Europeiska sydobservatoriet (ESO), som är europeisk partner i det globala ALMA-projektet.

– Den här mottagaren är den mest avancerade som just nu finns att tillgå för detta frekvensband. När den är på plats vid ALMA på 5000 meters höjd kommer den att öppna upp ett nytt fönster mot universum och göra det möjligt att avbilda vatten i vår galax samt hur de allra första galaxerna bildades, säger han.

Leveransen innebär avslutningen på ett utmanande men snabbt genomfört utvecklingsprojekt för Onsala rymdobservatoriums grupp för avancerad mottagarutveckling, med bas vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg. Projektet finansierades av Europeiska kommissionens Sjätte ramprogram för forskningsutrustning. Gruppen har tidigare tagit fram mottagare till teleskopet APEX i Chile, 20-meters teleskopet vid Onsala i Sverige, och satelliten Odin.

Victor Belitsky, professor i mottagarutveckling vid Chalmers, har lett arbetet. Han berättar att det har krävts avancerad nanoelektronik för att fånga upp radiovågorna och minimera bakgrundsbrus från själva mottagaren.

– Vi har uppnått den högsta möjliga känslighet i mottagaren genom att använda supraledande elektroniska komponenter, tunnelövergångar, som kyls ner till fyra grader över den absoluta nollpunkten för att utnyttja kvantegenskaper i materien, säger han.

Gruppen har nu levererat mottagaren till ALMA:s europeiska integrationscentrum vid Rutherford Appleton-laboratoriet i England. Där testas den tillsammans med övrig utrustning. I april 2011 flyttas den till Chajnantor-platån i norra Chile där den sedan kommer att få sällskap av fem identiska mottagare som nu byggs på Chalmers. Ett internationellt konsortium har bildats för att säkra att mottagare kan tillverkas för samtliga antenner i framtidens ALMA.

Onsala rymdobservatorium är Sveriges nationella anläggning för radioastronomi. Observatoriet förser forskare med utrustning för studier av jorden och resten av universum. Man driver två radioteleskop i Onsala, 45 km söder om Göteborg, och medverkar i flera internationella projekt. Institutionen för rymd- och geovetenskap på Chalmers tekniska högskola är värd för observatoriet. Verksamheten drivs på uppdrag av Vetenskapsrådet.

Filed under: SvenskTeknik