Artist's impression of an active galaxy
Las nuevas misiones de la ESA para estudiar el universo invisible
29 noviembre 2013
El universo caliente y energético y la búsqueda de las elusivas ondas gravitatorias serán los objetivos de las próximas dos grandes misiones de ciencia de la ESA, según se anunció ayer.
Ambos temas crean un puente entre la astrofísica fundamental y la cosmología, estudiando en detalle los procesos cruciales para la evolución a gran escala del universo y la física subyacente.
El tema científico El universo caliente y energéticoha sido el elegido para L2, la segunda gran misión en el programa de ciencia de la ESA Visión Cósmica, y se espera que se traduzca en un observatorio avanzado de rayos X.
Esta misión, cuyo lanzamiento está previsto para 2028, abordará dos cuestiones clave: cómo y por qué la materia ordinaria se agrupa para formar las galaxias y cúmulos de galaxias que vemos hoy; y cómo crecen, e influyen en su entorno, los agujeros negros.
Los agujeros negros, que permanecen ocultos en el centro de casi todas las galaxias, se consideran una de las claves para entender la formación y la evolución de las galaxias.
La misión L3 estudiará el universo gavitacional, buscandoarrugasen el tejido mismo del espacio tiempo, creadas por objetos celestes que ejercen una fuerte atracción gravitatoria, como parejas de agujeros negros cuyas órbitas los hacen acercarse poco a poco y que acabarán fusionándose.
Las ondas gravitatorias, predichas en la teoría de la relatividad general de Einstein, aún no han sido detectadas nunca. Cuando lo sean abrirán una ventana del todo nueva al universo.
El lanzamiento de esta nueva misión se prevé para el 2034. Exigirá el desarrollo de un observatorio espacial de ondas gravitatorias, o un 'gravitómetro' de alta precisión, un objetivo ambicioso que desplazará las fronteras de la tecnología actual.
“La ESA ha demostrado ampliamente su capacidad de desarrollar observatorios espaciales en la vanguardia tecnológica, que han revolucionado nuestro conocimiento de cómo se han formado y cómo han evolucionado las estrellas y galaxias”, ha dicho Álvaro Giménez, director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA.
“Con estos dos nuevos temas científicos seguiremos ampliando las fronteras del conocimiento y desvelando los misterios del universo invisible”.
El proceso de selección de L2 y L3 empezó en marzo de 2013, cuando la ESA publicó una convocatoria solicitando a la comunidad científica europea que sugiriera los temas científicos en que deberían centrarse las misionesLarge-Grandes- del programa Visión Cósmica.
Se recibieron 32 propuestas, que fueron evaluadas por una comisión de seniors -Senior Survey Committee-. Los dos temas principales recomendados al Director de Ciencia y Exploración Robótica de la ESA fueron elegidos, finalmente, tras una interacción intensa con la comunidad científica.
“Ha sido difícil decidir qué temas científicos escoger, de entre todos los candidatos excelentes, pero creemos que las misiones para estudiar el universo caliente y energético, y las ondas gravitatorias, generarán descubrimientos de gran valor para la cosmología, la astrofísica y la física en general”, dijo Catherine Cesarsky, presidenta de la comisión de selección.
Aunque falta más de una década para los lanzamientos de L2 y L3, ambas misiones empezarán a prepararse muy pronto. A principios de 2014 se publicará una convocatoria de conceptos para L2, un observatorio espacial de rayos X. Posteriormente se seguirá un procedimiento similar para L3.
“Hoy hemos creado una nueva hoja de ruta científica para Europa, un plan que establecerá nuestro liderazgo en el área durante las próximas dos décadas, mientras desarrollamos e implementamos las tecnologías para estas emocionantes misiones”, añadió Giménez.
El satélite más frío en alcanzar la órbita entorno al punto L2
Refrigerando los Instrumentos de Planck
3 julio 2009
El pasado jueves por la noche, los detectores del Instrumento de Alta Frecuencia de Planck alcanzaron su extraordinariamente baja temperatura de funcionamiento de -273°C, convirtiendo al satélite en el objeto conocido más frío del espacio. El satélite también acaba de alcanzar su órbita definitiva entorno al segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, conocido como L2.
Planck está equipado con un sistema de refrigeración pasivo que reduce su temperatura hasta unos -230°C radiando calor al espacio. Tres refrigeradores activos lo relevan en este punto para reducir todavía más la temperatura hasta la extraordinaria cifra de -273.05°C, tan solo 0.1°C por encima del cero absoluto – la temperatura más baja teóricamente posible en el Universo.
Estas temperaturas tan bajas son necesarias para que los detectores de Planck puedan estudiar el Fondo Cósmico en Microondas (CMB, en su acrónimo inglés), la primera luz emitida por el universo tan solo 380 000 años después del Big Bang, midiendo su temperatura a lo largo del cielo.
Equivalente a detectar el calor de un conejo en la Luna
Unidad del plano focal del telescopio de Planck
Los detectores buscarán variaciones en la temperatura del CMB del orden de la millonésima parte de un grado – lo que es comparable a detectar desde la Tierra el calor generado por un conejo sentado en la Luna. Este es el motivo por el que los detectores se deben enfriar a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273.15°C, o cero Kelvin, 0K).
Se puede encontrar más información sobre las diferentes etapas del proceso de refrigeración en el enlace ‘Planck in depth’, situado en el menú de la derecha.
Llegada al punto L2
A partir de las 13:15 CEST del pasado Jueves, 2 de Julio, el Equipo de Control de la Misión Planck llevó a cabo una crítica maniobra de inserción en órbita, diseñada para situar al satélite en su órbita definitiva entorno al punto L2.
Órbita de Planck
Una vez enviado el comando, el desarrollo de la maniobra se controló de forma autónoma por el propio satélite, encendiendo sus motores durante un periodo de entre 12 y 24 horas. La maniobra dirigió al satélite hacia su órbita operacional definitiva entorno al segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, el L2.
El encendido de los motores se planeó deliberadamente para ser un poco más corto de lo necesario, lo que permitirá realizar una pequeña maniobra de ‘ajuste fino’ en los próximos días que dejará al satélite perfectamente situado en la trayectoria definitiva.
“Si bien la maniobra en si es rutinaria, representa el último gran paso en el largo viaje hacia el L2, y todo el equipo aquí está muy contento de ver cómo Planck alcanza finalmente su órbita operacional”, comenta Chris Watson, Responsable de las Operaciones del Satélite, desde la Sala de Control Dedicada de la misión en el Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA en Darmstadt, Alemania.
Plano focal combinado de los dos instrumentos de Planck
La maniobra se diseñó para cambiar la velocidad del satélite en 211.6 km/hora, finalizando con una velocidad de 1010 km/hora respecto al suelo. Acompañando a la Tierra y al punto virtual L2, Planck estará orbitando entorno al Sol a una velocidad de 106 254 km/hora (29.5 km/segundo).
Al comienzo de la maniobra, Planck estaba situado a 1.43 millones de kilómetros de la Tierra.
Las Operaciones Científicas, a punto de comenzar
Planck escaneando el cielo
Todas las actividades de puesta en servicio continúan según el programa, y esta fase de la misión está prácticamente terminada. Durante las próximas semanas, se realizará un ajuste fino del funcionamiento de los instrumentos para mejorar sus prestaciones.
Planck comenzará a cartografiar el cielo a mediados de Agosto.
Nota a los editores:
Las tres etapas de refrigeración han sido construidas por diferentes institutos, como parte del consorcio para la construcción y entrega de los dos instrumentos de Planck, el Instrumento de Alta Frecuencia (HFI) y el de Baja Frecuencia (LFI):
- El refrigerador de 20K: El Jet Propulsion Laboratory, California, Estados Unidos.
- El refrigerador de 4K: El Rutherford Appleton Laboratory (miembro del consorcio para el HFI) en Didcot, y Astrium, ambos en el Reino Unido.
- El refrigerador de 0.1K: Centre de Recherches des Très Basses Températures, en Grenoble, Francia y el Institut d’Astrophysique Spatiale, en Orsay, Francia (ambos miembros del consorcio para el HFI), así como DTA Air Liquide, también en Grenoble, Francia.
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