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Laboratorio de Instrumentación Científica Avanzada (LICA)

Datos de la actuación

Descripción de la actuación y justificación de la necesidad de la actuación

Creación y mantenimiento de un laboratorio destinado al diseño, desarrollo e integración de todo tipo de instrumentación astronómica para grandes instalaciones en tierra así como misiones en el espacio. Optimización para las áreas de altas energías, óptico e infrarrojo cercano (criogenia).

El estudio de los impactos del cambio global y los riesgos naturales requieren del uso de redes de sensores de medida de diferentes parámetros (humedad del suelo, temperatura, etc.) de fácil instalación y bajo consumo. Sólo con una monitorización adecuada es posible realizar modelos de evolución y desarrollar sistemas de alerta temprana de desastres naturales. Por otra parte, cada vez es mayor la demanda de instrumentación avanzada especialmente diseñada para ser utilizada en satélites y aviones como por ejemplo la destinada a medir la contaminación lumínica directamente o a partir de sus efectos en el abrillantamiento del cielo nocturno.

La Astrofísica es un área de enorme desarrollo tanto científico como experimental, con una alta involucración de empresas, con una gran capacidad de captación de recursos y con un gran retorno a la sociedad. Los proyectos de gran ciencia en Astrofísica van asociados a desarrollos instrumentales punteros (con presupuestos de varios M€) asociados a grandes instalaciones astronómicas tanto en tierra como en el espacio. Dadas las enormes posibilidades del mercado internacional en este campo (nuevos instrumentos para GTC, ESO, misiones espaciales, telescopio gigante europeo E-ELT), no es suficiente con los centros que hasta ahora venían desarrollando instrumentación astronómica en España (IAC, INTA). Aprovechando este nuevo nicho en I+D, la Astrofísica en el Campus de Moncloa está experimentando un progreso espectacular, involucrándose con un papel muy importante (y en algunos casos de liderazgo) en toda una serie de grandes proyectos de I+D para el desarrollo de instrumentación astronómica para grandes proyectos científicos. Estos desarrollos instrumentales han creado la necesidad de diseñar, testear, integrar y verificar diferentes módulos de óptica, mecánica e ingeniería. Es por lo tanto imprescindible contar con los recursos materiales y humanos para llevar a cabo con garantía este tipo de actividades.

La interacción entre físicos, ingenieros, matemáticos e informáticos supondrá un enorme avance en el desarrollo de este laboratorio.

Resultados relevantes esperados

1. Desarrollo de sistemas de monitorización en red.
2. Nuevos proyectos instrumentales que serán utilizados en grandes infraestructuras como el Gran Telescopio Canarias, el Observatorio del Roque de los Muchachos, observatorios astronómicos en órbita o el futuro telescopio europeo gigante de 42m.
3. Nuevas metodologías y herramientas de software para tratamiento y análisis de datos astronómicos y espaciales.
4. Realización de estudios multi y pluridisciplinares.
5. Desarrollo y caracterización de fotómetros y cámaras portátiles para medida de contaminación lumínica y brillo de cielo nocturno.

El grupo de Instrumentación Astronómica del Campus de Moncloa (http://guaix.fis.ucm.es/) lidera el diseño, desarrollo y construcción del instrumento MEGARA para el Gran Telescopio Canarias de 10m: Espectrógrafo óptico multi-objeto de campo integral de fibras con alta resolución espectral. Presupuesto de ~6 millones euros.
Desarrollo y optimización de algoritmos para simulación, tratamiento y análisis de datos astronómicos y espaciales. Desarrollo de software relacionado con el control de instrumentos. Desarrollo de herramientas para trabajar con el Observatorio Virtual español y europeo, así como el futuro Astrophysical Software Laboratory. El grupo es responsable de las cadenas de reducción de datos de los instrumentos EMIR y FRIDA para el GTC.

Objetivos

1. Creación de un laboratorio de instrumentación avanzada en Astronomía.
2. Dar servicio a la comunidad científica.

Aspectos internacionales

Los grupos de investigación de las entidades agregadas participan actualmente en proyectos de I+D+i financiados por programas internacionales: Programa Marco Europeo (FP7), GMES, European Space Agency (ESA), European Southern Observatory (ESO), etc.

Este laboratorio permite la participación en nuevos proyectos de desarrollo instrumental a nivel internacional de los grupos implicados. Se abordan proyectos de gran repercusión, cuyo objetivo sea dotar de instrumentación a infraestructuras como el Gran Telescopio Canarias, los telescopios del European Southern Observatory, el telescopio gigante europeo E-ELT de 39m y las futuras misiones espaciales.

Impacto esperado

1. Posicionará a los participantes en una situación privilegiada en el desarrollo de instrumentación puntera de aplicación en el estudio de la Tierra y del Universo, atrayendo para ello las partidas de varios millones de euros que las diferentes agencias financiadoras dedican a estos desarrollos.

2. Permitirá a los grupos dar un salto cualitativo en la excelencia y el nivel de investigación, fruto de la colaboración multidisciplinar de ingenieros y científicos de diferentes campos, difícilmente alcanzable por separado y sin la cooperación propuesta.

3. La red interdisciplinar que se constituirá en torno al Laboratorio de Instrumentación Astronómica permitirá ayudar a las empresas del sector a potenciar sus planes de D+i en el extranjero.

4. Por último, la agregación propuesta permitirá situar al Campus de Moncloa y a España a la cabeza de I+D+i en esta línea de actividad.

Datos de la financiación

Programa por el que se financia la adquisición

CEI 2009, financiado por el Ministerio de Educación Cultura y Deporte

Datos I+D+i

Publicaciones relacionadas con mención al CEI Campus Moncloa

Publicaciones que son resultado directo de actividades instrumentales en el LICA:

"Night Sky Brightness and Light Pollution in Comunidad de Madrid” Poster in PDF
J. Zamorano, A. Sánchez de Miguel, J. Gómez-Castaño, F. Ocaña, J. Gallego, B. Pila, M. Nievas, C. Tapia, A. Fernández and S. Pascual. Light Pollution : Theory, Modelling, and Measurements LPMMT2013 April 15-18 2013, Smolenice, Slovak Republic

"Evolution of the energy consumed by street lighting in Spain estimated with DMSP-OLS data"
A. Sánchez de Miguel, J. Zamorano, J.Gómez Castaño and S. Pascual
Light Pollution : Theory, Modelling, and Measurements LPMMT2013 April 15-18 2013, Smolenice, Slovak Republic. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (2013, in press)

"First scientific results of the Fireball Detection Station at UCM Observatory"
F. Ocaña, J. Zamorano, A. Sánchez de Miguel, J. Izquierdo, M.F. Palos, G. Rodríguez-Coira, R.García, C. Vázquez, B. Muñoz-Ibáñez, A. Santamaría, J. Gallego, J.M. Trigo-Rodríguez and J.M. Madiedo. Proceedings of the Int Meteor Conference, La Palma Island, Spain, 20-23 Sept, 2012

"ISS nocturnal images as a scientic tool against Light Pollution: Flux calibration and colors"
A. Sánchez de Miguel, J. Zamorano, S. Pascual, M. López Cayuela, F. Ocaña, P. Challupner, J. Gómez Castaño, A. Fernández-Renau, J.A. Gómez, and E. de Miguel. Highlights of Spanish Astrophysics VII. Proceedings of the X Scientific Meeting of the Spanish Astronomical Society (SEA) held in Valencia, July 9-13, 2012

"NIXNOX project: Enjoy the dark skies of Spain"
J. Zamorano, A. Sánchez de Miguel, E. Alfaro, D. Martínez-Delgado, F. Ocaña1, M. Nievas, and J. Gómez Castaño. Highlights of Spanish Astrophysics VII. Proceedings of the X Scientific Meeting of the Spanish Astronomical Society (SEA) held in Valencia, July 9-13, 2012

"Narrow-band photometry of meteors"
F. Ocaña, J. Zamorano Proceedings of the International Meteor Conference. Sibiu, Romania, 15-18 September 2011.

"Setting-Up a Fireball Detection Station at UCM Observatory"
F. Ocaña, J. Zamorano, A. Sánchez de Miguel, J. Izquierdo, E. Manjavacas, P. Ramírez-Moreta, R. Ponce. Proceedings of the International Meteor Conference. Armagh, Northern Ireland(UK), 16-19 September 2010.

"ISS nocturnal images as a scientific tool against Light Pollution"
J. Zamorano, A. Sánchez de Miguel, S. Pascual, J. Gómez Castaño, P. Ramírez Moreta, P. Challupner (2011) LICA report http://eprints.ucm.es/12729/ submitted to NASA.

"Calibration of SQM-L photometers for the NixNox project"
J. Zamorano and V.M. Muñoz Marín (2010) LICA report http://eprints.ucm.es/12262/

"Sky Quality Meter cross-calibration for the NixNox project"
J. Zamorano and R. Ruiz Carmona (2013) LICA report http://eprints.ucm.es/18015/

Publicaciones científicas resultado de una beca de tesis doctoral (Rafaella A. Marino) concedida por el programa PICATA y co-dirigida por los profesores A. Gil de Paz (UCM) y F. Sánchez (UPM):

“Mass-metallicity relation explored with CALIFA. I. Is there a dependence on the star-formation rate?
Sánchez et al. (2013) Astronomy & Astrophysics 554, 58

“Aperture corrections for disk galaxy properties derived from the CALIFA survey. Balmer emission lines in spiral galaxies “
Iglesias-Páramo et al. (2013) Astronomy & Astrophysics 553, 7

“CALIFA, the Calar Alto Legacy Integral Field Area survey. II. First public data release”
Husemann et al. (2013) Astronomy & Astrophysics 549, 87
“Integral field spectroscopy of a sample of nearby galaxies. II. Properties of the H ii regions”
Sánchez et al. (2012) Astronomy & Astrophysics 546, 2

“Integral Field Spectroscopy and Multi-wavelength Imaging of the nearby Spiral Galaxy NGC 5668: An Unusual Flattening in Metallicity Gradient”
Marino et al. (2013) Astrophysical Journal 754, 61
“The ionized gas in the CALIFA early-type galaxies. I. Mapping two representative cases: NGC 6762 and NGC 5966”

Kehrig et al (2012) Astronomy & Astrophysics 540, 11
“Spatially resolved properties of the grand-design spiral galaxy UGC 9837: a case for high-redshift 2-D observations”

Viironen et al (2013) Astronomy & Astrophysics 538, 144
“CALIFA, the Calar Alto Legacy Integral Field Area survey. I. Survey presentation”

Sánchez et al. (2012) Astronomy & Astrophysics 538, 8
“Integral field spectroscopy of a sample of nearby galaxies. I. Sample, observations, and data reduction”
Márol-Queraltó (2011) Astronomy & Astrophysics 534, 8




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Infraestructuras

Estado

Diponible  Disponible

Responsable

Jesús Gallego Maestro

Ubicación

Facultad Ciencias Físicas, UCM

Contacto

Jaime Zamorano Calvo

j.gallego@ucm.es
Telf.: 91 3944579

 

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