Un conjunto de chips de silicio mejorará la búsqueda de asteroides peligrosos

Informáticos del MIT han desarrollado un conjunto de chips de silicio que ayudarán a mejorar la nitidez de las imágenes captadas por el telescopio Pan-STARRS, que tendrá la misión de buscar asteroides y cometas potencialmente peligrosos para nuestro planeta.

El prototipo de este telescopio, instalado en la montaña Haleakalal, Maui, empezará a operar el próximo mes de diciembre. Este telescopio incorporará la cámara digital más avanzada y grande del mundo.

A su vez, esa cámara va equipada con los chips de silicio desarrollados por el MIT. Estos chips son los responsables de que las imágenes de objetos en movimiento obtenidas tengan una excelente nitidez, ya que eliminan las partes borrosas de las fotos debidas a ciertos efectos atmosféricos.

“Es realmente un instrumento gigante”, comenta el astrónomo John Tonry, de la Universidad de Hawai, en un comunicado del MIT. “Con él, conseguimos imágenes de entre 30.000 y 38.000 pixeles, o sea, 200 veces más que lo que consigue una cámara digital avanzada”

Estrellas débiles

Pan-STARRS, cuyas cámaras cubren un área del cielo seis veces más ancha que la luna llena, puede detectar estrellas 10 millones de veces más débiles que las que podemos ver a simple vista. Además, como ya adelantábamos, este instrumento es único por su habilidad para encontrar objetos celestes en movimiento.

El sensor CCD (siglas en inglés de Charge Coupled Device: dispositivo de cargas [eléctricas] interconectadas) es la tecnología clave de las cámaras digitales del nuevo telescopio. Un CCD es un circuito integrado que contiene un número determinado de condensadores enlazados o acoplados.

A mediados de los años 90, los investigadores del MIT Barry Burke, Dick Savoye y John Tonry, desarrollaron un CCD ortogonal (OTCCD), que era capaz de mover sus píxeles para eliminar los efectos del movimiento aleatorio en una imagen. Muchas cámaras digitales usan lentes para compensar el movimiento de la cámara o para eliminar las partes borrosas. Sin embargo, esta tecnología lo hace electrónicamente, a nivel de píxel y respecto a objetos que van a más velocidad.

El reto para la cámara con que está equipado el Pan-STARRS fue que éste tiene un campo de visión excepcionalmente grande. Para campos de visión grandes, el movimiento en las estrellas empieza a variar a lo largo de la imagen y un OTCCD con un único patrón de movimiento para todos los pixeles va perdiendo su efectividad. La propuesta para el Pan-STARRS ha sido desarrollar un conjunto de 60 pequeños OTCCDs separados en un único chip de silicio

Una estrella brillante puede crear una gran carga eléctrica en una fila o columna concreta del chip CCD. Los CCDs reparten los datos a lo largo de las filas y las columnas de los circuitos semiconductores, por lo que una señal de luz potente puede “inundar” los pixeles de la misa fila o de la misma columna. Sin embargo, usando varios chips, el efecto puede ser localizado y, moviendo la imagen, el pico de intensidad del brillo puede ser corregido. Esto permite conseguir una imagen más nítida. Otras cámaras hacen cosas similares, pero lo hacen deformando sus espejos.

Fotografiar el cielo

La misión principal del Pan-STARRS es detectar la aproximación de asteroides y cometas potencialmente peligrosos para el planeta. Cuando el sistema esté totalmente operativo, todo el cielo visible desde Hawai (tres cuartas partes del total) será fotografiado por lo menos una vez a las semana.

Otro de los retos de este proyecto ha sido cómo procesar todas esas imágenes. De ello se encargarán los potentes ordenadores del Maui High Performance Computer Center, donde se analizarán las imágenes en busca de cambios que puedan revelar asteroides desconocidos previamente. Asimismo, combinarán datos de varias imágenes para calcular las órbitas de los asteroides en busca de indicaciones respecto a sí uno de estos objetos celestes se puedan interponer en el curso de la Tierra.

Este sistema también será usado para catalogar el 99% de las estrellas del hemisferio norte que habían sido alguna vez observadas, incluidas las estrellas de galaxias cercanas.

Asimismo, el reconocimiento de todo el cielo por parte del Pan-STARRS dará a los astrónomos la oportunidad de descubrir y monitorizar planetas alrededor de estrellas o explosiones de objetos extraños en otras galaxias.