Un viaje por la radioastronomía en España

Durante las décadas de 1950 y 1960, la radioastronomía en España comenzó a tomar forma de manera más concreta, con una serie de iniciativas que marcaron el inicio de esta disciplina científica en el país.

Uno de los primeros hitos se produjo en 1954 con la construcción de un radiotelescopio de tipo dipolo destinado al estudio de ondas electromagnéticas de 75 cm de longitud en el Observatorio del Ebro, bajo la dirección de Antonio Romañá.

El observatorio se convirtió así en uno de los primeros centros españoles en realizar observaciones sistemáticas de emisiones de radio solares y fenómenos asociados, lo que consolidó su papel dentro de los esfuerzos internacionales de observación solar y geofísica.

Un año más tarde se inició la construcción de un radiotelescopio completamente diseñado y construido en España en los laboratorios electrónicos de la Facultad de Ciencias de la Universidad Central (actual Universidad Complutense de Madrid), bajo la dirección de José Baltá Elías. Este radiotelescopio sensible a longitudes de onda largas permitía iniciar estudios sistemáticos de radioastronomía desde Madrid, como por ejemplo la emisión de Júpiter, sentando las bases para futuras investigaciones en este campo emergente.

Durante los años 60, se consolidó la participación española en eventos científicos internacionales relacionados con la radioastronomía y las telecomunicaciones espaciales. En 1963, delegados españoles participaron en la Asamblea Plenaria del Comité Consultivo Internacional de Radio (CCIR) en Ginebra, donde se discutieron cuestiones técnicas como la asignación de frecuencias para la radioastronomía y las telecomunicaciones espaciales.

Ciencia con antenas de la NASA en los 70

La radioastronomía en España no despegó realmente hasta los años 70. La oportunidad llegó gracias a la Red de Espacio Profundo (Deep Space Network, DSN) de la NASA, que instaló tres grandes complejos en el mundo: California, Canberra y Madrid. Las estaciones de Fresnedillas, Robledo de Chavela y Cebreros se usaban para seguimiento de sondas espaciales que estudiaban el Sistema Solar, pero se acordó reservar un pequeño porcentaje de tiempo para investigaciones astronómicas.

Así nació el ‘Programa de País Anfitrión’ (Host Country Program), que permitiría a científicos españoles acceder a estos magníficos radiotelescopios. En 1972, la Universidad de Barcelona y el INTA firmaron un convenio para utilizar la antena de Cebreros, y más tarde la de 70 metros de Robledo. En diciembre de ese mismo año se realizó la primera observación de radioastronomía en España de un astro fuera de nuestro Sistema Solar, liderada por Antonio Rius y Robert Estalella. El experimento detectó la ocultación de una radiofuente por la Luna, estableciendo un hito importante.

A partir de ahí, se formaron grupos de investigación en radioastronomía en universidades como Barcelona y Zaragoza y en centros como el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), realizando observaciones de púlsares, radioestrellas, observaciones de interferometría de muy larga línea de base (VLBI) y otros fenómenos del cosmos.

Consolidación: Observatorio de Yebes e impulso del IGN

En paralelo al desarrollo con antenas de la NASA, el Instituto Geográfico Nacional (IGN) promovió en 1974 la construcción del Observatorio de Yebes, Guadalajara. Bajo el impulso del astrónomo Jesús Gómez, se erigió el primer radiotelescopio de 14 metros de tipo Cassegrain completamente español, diseñado para operar hasta 90 GHz.

En 1979, a pesar de disponer de un receptor a temperatura ambiente, Jesús Gómez y el ingeniero Alberto Barcia demostraron el correcto funcionamiento del radiotelescopio, lo que marcó el inicio de un camino de desarrollo tecnológico y de innovación en Yebes, y la génesis del primer grupo de investigación español en radioastronomía milimétrica.

En 1980 el IGN firmó un acuerdo de colaboración con el consorcio IRAM (Instituto de Radioastronomía Milimétrica), convirtiéndose una década después en miembro de pleno derecho, lo que facilitó a los investigadores españoles el acceso al radiotelescopio de 30 metros en Pico Veleta (Granada) y al interferómetro del Plateau de Bure.

En 1989 se logró la primera detección VLBI en 7 mm de la emisión máser de la molécula SiO de una estrella evolucionada, usando el 14m de Yebes y otros radiotelescopios europeos, mediante un receptor criogénico de 45 GHz desarrollado localmente. Este enfoque dual de ciencia e ingeniería continúa hoy con fuerza.

Actualmente, España cuenta con una extensa red de instituciones especializadas en radioastronomía

Presente: España como nodo internacional

Actualmente, España cuenta con una extensa red de instituciones especializadas en radioastronomía, desde los Observatorios radioastronómicos de Yebes y Pico Veleta y el laboratorio de estudio de radiación de fondo cósmica del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), hasta centros de investigación como el IAA en Granada, el Centro de Astrobiología (CAB) o el Instituto de Física Fundamental del CSIC, y universidades como la Universidad de Valencia o la de Barcelona, entre muchas otras.

Hoy, el Observatorio de Yebes alberga uno de los radiotelescopios más avanzados del mundo (40 metros) que participa en observaciones de interferometría mundial y es puntero en estudios de astroquímica. Cuenta con un laboratorio de referencia en amplificadores de bajo ruido que ha exportado tecnología a observatorios internacionales, como el interferómetro ALMA o la misión espacial Herschel de la ESA.

Por su parte el radiotelescopio de 30 metros de IRAM participa en las observaciones de la red interferométrica mundial Event Horizon Telescope que ha logrado fotografiar por primera vez la sombra del masivo agujero negro que hospeda el centro de nuestra galaxia.

Futuro: retos orbitales y nuevos horizontes

El panorama que se abre para la radioastronomía en España es tan ambicioso como ilusionante. Uno de los ejes de crecimiento es el Square Kilometre Array (SKA), una red de radiotelescopios que se está construyendo entre Sudáfrica y Australia, y que será la mayor infraestructura radioastronómica del mundo.

Gracias a la destacada labor del IAA, en 2023 España se integró oficialmente como miembro de pleno derecho en el SKA, tras varios años participando activamente en las fases de diseño, con la implicación de 12 centros de investigación y otras tantas empresas. El prototipo español del Centro Regional de Ciencia de SKA en el IAA está procesando a pleno rendimiento los datos de los radiotelescopios precursores de SKA.

Desde instituciones como el Centro de Astrobiología, y los centros de excelencia IAC e IAA, y el Observatorio de Yebes, se lideran desarrollos tecnológicos clave; desde receptores criogénicos de gran ancho de banda hasta herramientas de procesado de datos, técnicas de transferencia de fase para VLBI o tecnologías de bolómetros avanzados como los KID (Kinetic Inductance Detector). En este ecosistema se integran también centros de supercomputación como el MareNostrum 5 (Barcelona Supercomputing Center, BSC), necesario para procesar los enormes volúmenes de datos que generan los nuevos radiotelescopios.

Otra línea de futuro es la radioastronomía espacial, que gana terreno ante la creciente interferencia radioeléctrica en la Tierra. España participa en proyectos pioneros como,

• THEZA (Terahertz Exploration Space Astrophysics), propuesta a la ESA de interferómetro espacial para observaciones en frecuencias de terahercios, con colaboración de Yebes.
• Futuras misiones internacionales con la NASA, como PRIMA (liderada por el CAB), centrada en el infrarrojo lejano.
• Desarrollo de sistemas para la misión japonesa LiteBIRD, que buscará huellas de la inflación en el fondo cósmico de microondas, en los que participa el IAC.
• Colaboraciones en la próxima generación del Event Horizon Telescope, con futuras antenas espaciales y una nueva antena en las Islas Canarias, liderado por el IAA.

En paralelo, desde centros como el IAC se impulsan otros nuevos telescopios como BINGO (40 metros), que estudiará las oscilaciones acústicas bariónicas, o el laboratorio CMBLab, dedicado a la cosmología de precisión.

Industria nacional: ingeniería que llega a las estrellas

El progreso de la radioastronomía española no puede entenderse sin la participación del tejido industrial. Desde que España se unió a ALMA en 2003 y después al Observatorio Europeo Austral (ESO) en 2006, las empresas españolas han ganado contratos por más de 1.000 millones de euros en áreas como la física de partículas, la fusión y la astronomía, y en concreto para radioastronomía en las especializaciones de radiofrecuencia, criogenia, grandes estructuras o sistemas de control.

A nivel industrial, empresas como TTI Norte, Sener, DAS Photonics, Schwartz-Hautmont, TSK, Asturfeito y muchas otras imposible de recoger en este artículo, han desarrollado componentes esenciales para grandes proyectos internacionales, demostrando la madurez de nuestro ecosistema tecnológico.

Este retorno industrial evidencia que la radioastronomía es también un catalizador económico, con fuerte efecto multiplicador en la innovación tecnológica.

Conclusión: ciencia e ingeniería mirando al cielo

De unos comienzos humildes con tiempo cedido en antenas de la NASA, España ha pasado a ocupar un lugar relevante en el ecosistema global de la radioastronomía. Con observatorios punteros, centros de excelencia, otros diversos departamentos de investigación, una industria tecnológica altamente cualificada y una creciente presencia en proyectos espaciales, el futuro es tan prometedor como desafiante.

La radioastronomía no solo explora el cosmos: impulsa nuevas fronteras en la Ingeniería de Telecomunicación, en el procesado de cantidades ingentes de datos, en la tecnología de sensores, en la óptica y la computación. Es un campo de oportunidades para los profesionales del sector y una vía privilegiada para contribuir al conocimiento científico global. Por todo ello, el viaje de la radioastronomía en España no termina aquí. Al contrario: apenas estamos despegando.