Las ventajas técnicas de CTA frente a los telescopios Cherenkov actuales son: mayor sensibilidad, mayor rango de energías accesible (cubriendo desde unos pocos GeV a decenas de TeV) y mejor resolución espacial y temporal. La tecnología necesaria para conseguir estas características es bien conocida, tal y como se puso de manifiesto en el estudio de diseño (DS) (Conceptual Design Report). El mayor desafío consiste en la industrialización de los componentes así como en el desarrollo del software necesario.
El observatorio CTA estará formado por dos redes de telescopios, una en el hemisferio sur y otra en el hemisferio norte, cubriendo así la totalidad del cielo. Debido a que la mayor parte de la Vía Láctea se ve desde el hemisferio sur y que los rayos gamma de mayor energía proceden de fuentes galácticas, CTA sur será más sensible a rayos gamma de mayor energía (decenas de TeV). En términos de diseño esto se traduce en un mayor número de telescopios que cubra una superficie más extensa (10km2 en CTA sur frente a 1km2en CTA norte). CTA norte se centrará en la observación de fuentes extragalácticas.
Diseño de CTA-Norte en el Observatorio del Roque de los Muchachos, La Palma (España)
Diseño de CTA-Sur en Paranal (Chile)
Para cubrir el amplio rango energético que se pretende, CTA estará formado por telescopios de distinto tamaño (ya que la cantidad de luz Cherenkov emitida por un rayo gamma es proporcional a su energía). El diseño actual cuenta con tres tipos de telescopios:
- telescopios grandes (diámetro de 23 metros) destinados a detectar los rayos gamma menos energéticos conforman la parte central de la red de telescopios
- telescopios medianos (diámetro aproximado de 12 metros) en torno a éstos y finalmente
- telescopios pequeños (de unos 6 metros) destinados a detectar los rayos gamma de mayor energía cubriendo la mayor parte de la superficie de la red d telescopios en CTA sur
El estudio de diseño (2006-2010) se dividió en once fases de trabajo distintas, creadas para obtener un mejor enfoque y dedicación en cada una de las subtareas específicas. La coordinación y supervisión de cada grupo de trabajo la realizaron expertos de cada uno de los campos, que son los siguientes:
- PHYS: Astrofísica y Física de partículas;
- MC: Optimización, estudios de diseño y algoritmos de análisis;
- SITE: Evaluación del emplazamiento e infraestructuras;
- MIR: Diseño del espejo y óptica del telescopio;
- TEL: Estructura del telescopio y sistemas de control;
- FPI: Instrumentación en el plano focal;
- ELEC: Electrónica de lectura;
- ATAC: Ciencia y calibración asociado a procesos atmosféricos;
- OBS: Operación del Observatorio;
- DATA: Manejo y procesado de datos;
- QA: Asesoría de riesgos y calidad.
El consorcio CTA, tras la fase de estudio de diseño, está llevando a cabo la fase preparatoria (PP) para la optimización en la ejecución de los planes para el observatorio y su implementación. Los objetivos prioritarios de esta fase son:
- elegir entre las opciones de diseño y tecnología propuestas en el DS, optimizando así la relación entre resultados y coste de la instalación
- razar unas pautas que determinen la construcción y funcionamiento de la instalación
- construir y probar prototipos de telescopio candidatos a formar parte de la matriz de telescopios del observatorio