En 1976, el recién creado Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) utilizaba las instalaciones e instrumental de Cartuja, en el Mohón del Trigo, también conocido como el Observatorio del Mohón del Trigo (OMT), perteneciente a la Compañía de Jesús, situado a 2605 m de altitud en Sierra Nevada (Granada, España). El OMT estaba dotado de un telescopio reflector KYOTO, de 32 cm, del tipo Cassegrain, donado por la Universidad de Georgetown (EE.UU). El principal instrumento de medida era un fotómetro fotoeléctrico, basado en un fotomultiplicador 1P21, con una rueda de filtros manual, dotada de los filtros UBV del sistema de Johnson, y un amplificador electrométrico con registro analógico gráfico.
La principal línea de investigación desarrollada entonces por el IAA en el OMT, acorde con los medios existentes, era el estudio fotométrico de estrellas variables de diversa índole. Durante aquellos años, el OMT disfrutó de un uso muy intensivo, recibiendo frecuentemente a astrónomos invitados de otras instituciones. En particular se estableció una estrecha colaboración con el Observatorio Real de Greenwich (Real Grenwich Observatory, RGO) del Reino Unido, con frecuente intercambio de personal en ambos sentidos.
Fruto de aquella colaboración, en 1977 se firmó un acuerdo entre el Consejo de Investigación Científica (SRC) inglés y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), materializado en un convenio entre el RGO y el IAA para ubicar y utilizar conjuntamente un telescopio de 75 cm en Sierra Nevada. El IAA solicitó al CSIC la construcción de un observatorio propio, rechazándo la posibilidad de reformar el OMT, al no ser éste propiedad del CSIC.
Mientras se hacían los planes y planos para el nuevo observatorio, se firmó un nuevo convenio entre el Centro Nacional de la Investigación Cientíifca (CNRS) y el CSIC, en virtud del cual, el Observatorio de Niza (ON) cedió al IAA un telescopio de 60 cm, una cúpula de 5 m de diámetro y un fotómetro fotoeléctrico moderno para su uso conjunto en Sierra Nevada.
Así se amplió el proyecto del nuevo observatorio de una a dos cúpulas. Se estudiaron posibles emplazamientos para esos telescopios, eligiéndose finalmente la Loma de Dílar, en Sierra Nevada, a 2896 metros de altitud, por ser la mayor altura accesible con infrastructuras próximas, y gozar de la mejor climatología conocida.
El concepto original, muy sencillo, preveía un edificio con dos cúpulas de igual altura, unidas por un pasillo que pudiese permitir en un futuro la interconexión óptica de ambos telescopios. Tal estructura se llevó a cabo dentro de una nave rectangular de 10 por 20 metros de planta y con el eje mayor orientado en dirección este-oeste. Las dos cúpulas de 5 y 8 metros están instaladas sobre sendos muretes cilíndricos situados sobre los extremos oriental y occidental de la cubierta, respectivamente. Bajo el nivel de las cúpulas se dispuso de una vivienda dotada de lo estrictamente esencial para la estancia en alta montaña.
Entre las peculiaridades arquitectónicas del edificio cabe destacar los pilares de los telescopios, muy masivos, en previsión de futuros instrumentos de mayor tamaño (se pensaba ya entonces en la posibilidad de alojar en el futuro un telescopio de hasta un metro de apertura). Ambos pilares, están descentrados hacia el sur a fin de instalar monturas de tipo ecuatorial, descartando así definitivamente modernas monturas de tipo altazimutal y otras.
La obra completa se terminó en octubre de 1981.
Terminado el edificio se instalaron ambos telescopios. El telescopio británico, llamado Steavenson Telescope en honor a su primer propietario quién lo donó al RGO, era un reflector originariamente de tipo Cassegrain. El telescopio fue modificado en los talleres del RGO instalando un espejo terciario plano, basculante, para obtener dos focos y sendas bases de instrumentos en el tubo. La montura original de tipo eje polar con horquilla, fue adaptada a la nueva latitud y la horquilla fue prolongada para aceptar el paso de instrumentos mayores. Fue transportado desde el RGO hasta Sierra Nevada y se emplazó en la cúpula oeste de 8 m del OSN. Por su parte, el telescopio del ON, transportado desde Francia, era un reflector de 60 cm de apertura, de tipo Cassegrain puro, montado sobre una mesa ecuatorial. Estaba dotado de motores paso a paso y codificadores incrementales en ambos ejes, así como una sofisticada consola de control basada en microprocesadores. En diciembre de 1981, ambos telescopios estaban montados y resguardados bajo sus respectivas cúpulas.
El telescopio francés de 60 cm venía dotado de un fotómetro fotoeléctrico de integración, con sistema de adquisición de datos analógico y registro gráfico, montado con filtros en el sistema de Ginebra. El fotómetro estaba basado en un fototubo de tipo Lallemand de 16 dinodos y muy alta ganancia. Además, disponía de un sistema de refrigeración por ciclo de Carnot en circuito cerrado. Para el telescopio Steavenson se adquirió un fotómetro fotoeléctrico de propósito general ("People's Photometer") que fue totalmente motorizado y automatizado en el IAA. También el telescopio fue dotado de un contador de fotones y un sistema de adquisición de datos, ambos diseñados y construidos en el IAA. El tubo fotomultiplicador, EMI-6865-A, seleccionado para bajo ruido y respuesta espectral extendida, estaba alojado en un criostato refrigerado por células Peltier. Se disponía de los conjuntos de filtros UBV de Johnson y uvby de Strömgren.
Pronto se instaló el fotómetro Strömgren en el segundo foco. Este fotómetro de seis canales fue construido en el Observatorio de la Universidad de Copenhague (CUO), en Brörfelde, con colaboración del IAA. Cuatro de los seis canales pertenecen al sistema de banda estrecha uvby de Strömgren. La adquisición de datos en los cuatro canales es simultánea gracias a la utilización de una red de difracción y cuatro tubos fotomultiplicadores y sus correspondientes cadenas electrónicas de preamplificadores, discriminadores y contadores, diseñadas y construidas en el IAA. Alternativamente, el fotómetro puede funcionar en modo Hß, mediante un divisor de haz, dos filtros interferenciales, de banda ancha y estrecha, y dos tubos fotomultiplicadores y sus etapas electrónicas adicionales. Se le añadió un ordenador de sobremesa para el control automático y la adquisición, registro y preprocesamiento de los datos de modo interactivo, en tiempo real. Al poco tiempo de estar operativa la instrumentación descrita anteriormente se abordó en el IAA la automatización del telescopio Steavenson. El estado de desarrollo óptimo de la consola de este telescopio se alcanzó hacia el año 1986.
Los telescopios dieron servicio durante 8 años. La puesta a punto y el mantenimiento del Steavenson fueron recayendo sobre el IAA a medida que los nuevos sistemas de control fueron substituyendo a los antiguos. El fotómetro de Ginebra y el telescopio de 60 cm fueron mantenidos y mejorados de modo continuado, fundamentalmente por el equipo del ON. El IAA instaló en el telescopio de 60 cm un sistema de adquisición de datos automático que permitía la toma de datos en formato digital directamente legible por un ordenador.
El índice de ocupación del OSN durante los años 1981-1989 fue del 70% por parte británica, 80% por parte francesa y del 90% por parte española, referidos siempre a la fracción de tiempo correspondiente a cada cual. También se recibieron observadores invitados de terceras instituciones. La calidad del cielo de Sierra Nevada durante este período se estimó en un 60% de noches fotométricas.
Si bien la calidad de la óptica del telescopio Steavenson no era su mejor virtud, a efectos fotométricos era considerada suficiente. Así, las mejoras introducidas en el telescopio Steavenson y el uso intensivo del fotómetro Strömgren dieron excelentes resultados en fotometría diferencial para gran cantidad de observadores. Sin embargo, al afinar en su uso, gracias a los tiempos de integración más cortos, al disfrute de noches muy oscuras y a mejoras de la técnicas de reducción numérica, se fue demandando con mayor frecuencia el uso del diafragma más pequeño (FOV 8") del fotómetro. Al hacerlo se tropezó con la limitación de un notable error cíclico en el seguimiento sidéreo. A partir de este momento, y debido fundamentalmente a que las prestaciones observacionales del telescopio Steavenson estaban llegando ya a su techo, se empezó a pensar en la substitución del mismo.
Así, finalizados los convenios con el CNRS y el SRC, el telescopio de 60 cm fue devuelto a Francia, mientras que el SRC cedió al IAA (CSIC) el telescopio Steavenson. El IAA (CSIC), por su parte, cedió el telescopio a la ciudad de Granada, a través de su Ayuntamiento, para su instalación en el Parque de las Ciencias de esta ciudad.
A fin de adquirir un telescopio en propiedad, se realizaron consultas con diferentes empresas constructoras de telescopios profesionales. Se estableció como objetivo un tamaño idóneo de alrededor de un metro de diámetro. La montura debía de ser forzosamente de tipo ecuatorial por los condicionantes de construcción del edificio del OSN. Sin embargo, las ofertas que se recibieron superaban la capacidad económica del IAA, aún con el decidido apoyo del CSIC.
Estando aún el IAA en consultas con el CSIC para obtener el presupuesto necesario, se recibió en el IAA la visita del profesor Hu Ninsheng, director de la empresa Fábrica de Instrumentación Astronómica de Nanjing (NAIF), perteneciente a la Academia China de las Ciencias. El profesor Hu visitó el OSN y sugirió la posibilidad de colocar un telescopio de hasta 1.5 m en la cúpula de 8 m y en la cúpula de 5 m propuso colocar un telescopio de 90 cm. Por razones de política comercial y de imagen, el profesor Hu ofreció suministrar ambos telescopios con unas condiciones económicas que sí eran asumibles por el IAA (CSIC). Así pues, se convinieron unas especificaciones iniciales y se elaboró un prediseño para concretar la propuesta de NAIF. Se estudiaron las implicaciones de reforma del edificio y se elaboró un nuevo presupuesto, aunque dentro de los límites ya establecidos.
Se obtuvo el apoyo del CSIC y finalmente se estableció un convenio marco de colaboración entre el CSIC y la Academia China de las Ciencias, y a su amparo se firmó un convenio específico entre el IAA y NAIF para la construcción de los dos telescopios y sus consolas de control. El acuerdo se firmó en Shanghai, en noviembre de 1987. El diseño tanto de la óptica como de la mecánica se completó en los siguientes seis meses. El diseño de las consolas de control se comenzó en el IAA en enero de 1988.
La construcción de los telescopios se inició en junio de 1988 y se terminó en mayo de 1991. La llegada de los telescopios al OSN tuvo lugar el 25 de agosto de 1991.
Las características generales establecidas desde un principio para los telescopios fueron:
Apertura: 1.5 y 0.9 m respectivamente.
Relación focal: 1/8 ambos.
Diseño óptico: Ritchey-Chretien.
Montura: Eje polar y horquilla.
Foco: Dos estaciones portainstrumentos, conmutables mediante espejo terciario plano.
A fin de alcanzar la especificación de calidad óptica deseada (concentración fotométrica) se abandonó la idea inicial de utilizar una óptica ligera, y una focal muy cerrada f:2.2. En cambio se empleó un espesor de espejo primario cercano a 1/5 del diámetro, y una focal de primario más relajada f:2.6. Esto condujo a un notable incremento del peso del primario (1800 kg y 450 kg para el 1.5 m y el 0.9 m, respectivamente) y en consecuencia del sistema de apoyo y células del primario, así como tubo, horquilla y eje. NAIF prefirió abandonar entonces la solución de cojinete para el eje de AR, muy caro para tales pesos, y optó por la esfera flotante en aceite a presión, normalmente reservada para los grandes telescopios. Esta solución, excelente desde el punto de vista de la fricción y precisión del eje polar, volvió a incrementar el peso del eje y por lo tanto de la base y, en definitiva, de todo el conjunto.
Los telescopios resultaron finalmente muy robustos, pero exigieron a cambio reformas en los pilares del OSN y en el caso de la cúpula del 90 cm una reforma total para dar cabida a una cúpula mayor, de 6.5 m, también de Ash Dome.
El montaje de los telescopios en el OSN comenzó el 2 de septiembre de 1991, con la ayuda de doce técnicos de NAIF y seis del IAA. Desde septiembre hasta mediados de noviembre, se montaron los dos telescopios y su óptica. A finales de noviembre y primeros de diciembre se realizaron unas pruebas preliminares con el dispositivo ANTARES cedido por el European Southern Observatory (ESO). Tras el período de actividad lenta impuesto por el invierno, durante el cual se avanzó fundamentalmente en la instalación de la consola de control, se reanudaron los ajustes mecánicos y ópticos en el verano de 1992. Desde julio hasta octubre se alineó y ajustó la óptica de ambos telescopios, con la ayuda del profesor Hu Ninsheng. Se realizaron nuevas pruebas con ANTARES y con un dispositivo del tipo Schack-Hartmann diseñado y fabricado para este fin por el Profesor Hu.
Los resultados fueron expuestos al Claustro Científico del IAA en noviembre de 1992 quien los consideró satisfactorios, y acto seguido se firmó la recepción de los telescopios. El 7 de octubre de 1993 fueron inauguradas las nuevas instalaciones del OSN por el Ministro de Educación y Ciencia.
Con la instalación de los telescopios comienza una nueva etapa en el OSN. Cuando estuvieron operativos los telescopios se les fue acoplando la instrumentación existente. El fotómetro Strömgren que antes funcionaba en el telescopio Steveanson, se instala en el foco este del telescopio de 90 cm (T90), automatizándolo y dotándolo de varias cámaras de TV tipo CCD. Desde entonces es plenamente operativo, incluso en modo REMOTO y el departamento de Física Estelar ha ido mejorando el proceso de observación automática secuencial para estrellas variables, integrando para ello: fotómetro, cámaras de TV, cúpula, telescopio y programas de prerreducción en un solo controlador. El foco oeste del T90 era utilizado por instrumentos visitantes, y por “OPTEON” que es el sensor de frente de onda del IAA cuyo fin es ajustar las imágenes de los telescopios.
En el foco este del telescopio 1.5 m (T150) se instala una CCD con una rueda de filtros de Wright Instrument. Esta cámara comienza a trabajar inmediatamente después de la primera luz del telescopio y sirve durante bastante tiempo como sensor de imagen para controlar y ajustar la óptica del telescopio por el equipo de óptica del IAA. Además, se le equipa con una bonette (que contiene la cámara de guiado) que se opera con un control manual a distancia. Más tarde, en 1999 llega una nueva cámara CCD Apogee refrigerada peltier con una rueda de filtros de difícil acceso e intercambio, por lo que se plantea entonces utilizar la rueda de filtros de la cámara Wright que tiene un fácil intercambio de filtros. Durante los tres años siguientes se observa alternativamente con ambas cámaras dependiendo del proyecto de observación. Para que el cambio de instrumento fuera más fácil, se contruyó en el IAA una rueda de filtros genérica compatible con todas las cámaras. Es en este periodo cuando se comienza la construcción de una bonette controlada desde PC, que es instalada en el 2001 junto con un programa de control integrado en el control de las cámaras, pudiéndose observaren el T150 en modo REMOTO. A principios de 2002 se manda la camára a Wright Instrument para actualizar la electrónica para la lectura en PC de 16 bits, ya que el sistema operativo VAX dejaría de funcionar poco después. Debido a la antiguedad de las cámaras en abril de 2003 se instala la nueva cámara Versarray (CCDT150), refrigerada a LN2, “back iluminated” y con bajo ruido. Por el grupo de software del IAA se lleva a cabo el desarrollo del software y drivers de control de telescopio y cúpula.
El fotómetro Strömgren, en concreto sus oculares y actuadores, ya no será accesible al astrónomo durante la observación, por lo que se le ha dotado de cámara intensificada para el centrado del objeto y se procederá también a completar la dotación de actuadores remotos donde estos faltaban, así como a una actualización de la electrónica de lectura, adquisición y control.
A las cámaras CCD se las está dotando actualmente de adaptador de plano focal, a fin de incorporar un autoguiador, además de facilitar el centrado de los objetos.
Por otro lado, actualmente se está automatizando un espectrógrafo de fibras ALBIREO desarrollado por el Observatorio de Paris-Meudon (Francia) para su control remoto.
En 1990 el IAA adquirió del Observatorio Astronómico de la Universidad de Copenhague un espectrógrafo para objetos débiles y cámara de visión directa, ALFOSC (Alhambra Faint Object Spectrograph and Camera).
El ALFOSC posee 10 rendijas de longitud 3.6 minutos de arco y anchura entre 0.5 y 10 segundos de arco. Dispone de una rueda para 11 filtros. El conjunto de prismas disponibles permite cubrir resoluciones entre 850 y 60 Å/mm y un rango espectral entre 3.500 y 10.000 Å.;
En el modo de visión directa la cámara está dotada de un sensor CCD de Thomson de 1024x1024 pixeles, con respuesta en la parte azul del espectro.
Una comisión del IAA se ha encargado de planificar y supervisar la puesta a punto de los telescopios e instrumentos hasta que se proceda a constituir un Comité para la Asignación de Tiempo de Observación, tan pronto como el primer instrumento sea declarado operativo.
Estos dos nuevos telescopios estarán abiertos a toda la comunidad astronómica, basando la selección de propuestas en la calidad científica y viabilidad técnica de las mismas, juzgadas por un comité de astrónomos.
