Las próximas misiones de la Agencia Espacial Europea

David ByN

Interesantes se presentan los próximos años: la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en ingles) prepara un conjunto de misiones que pueden revolucionar nuestra visión del Sistema Solar y del Cosmos. Algunas, como los observatorios Herschel y Planck, volarán previsiblemente a comienzos del próximo año. Sin duda se trata de los programas más ambiciosos puestos en marcha por la agencia hasta el momento.

Las nuevas misiones de la ESA (crédito DByN2007). Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí. Entre el final de este año (o comienzos del 2009, ya que parece ser que el lanzamiento simultáneo de Planck y Herschel se ha retrasado unos pocos meses) y el 2015, la ESA tiene previsto enviar nueve o diez misiones espaciales con objetivos muy diferenciados, sin contar con las misiones de observación de la Tierra. Algunas continuarán con la exitosa exploración de Marte, dentro del programa Aurora (como Exomars en el 2013) . Otras iniciarán la carrera por el interior del Sistema Solar, incluyendo Mercurio (BepiColombo en el 2013) y el Sol (Solar Orbiter en el 2015). Habrá demostradores tecnológicos como el LISA Pathfinder. Pero también la agencia enviar misiones astrofísicas y de física fundamental que representarán verdaderos hitos: los ya mencionados Herchel y Planck, y GAIA (2011), una misión astrométrica que cambiará profundamente la astrofísica. Y, por supuesto, la colaboración europea en el nuevo telescopio espacial, el JWST (2013). Ya nada será igual.

I) La conexión Tierra-Sol

Más cerca que Ícaro: Solar Orbiter, con fecha de lanzamiento en el 2015.

El objetivo principal de Solar Orbiter es situase lo suficientemente cerca del Sol como para porder obtener unas excepcionales imágenes con una resolución espacial sin precendentes. Tan cerca (0.23 unidades astronómicas o unos 48 radios solares), que será capaz de tener una visión muy completa de toda la fenomenología asociada a las capas más externas del Sol (fotosfera, cromosfera y corona solar), incluyendo los polos solares. Esperemos que no tenga alas sujetas con cera y que, contrariamente a lo que le sucedió al héroe mitológico Ícaro, su cercano vuelo sobre el Sol sea todo un éxito.

Los objetivos principales incluyen: Ia determinación de las propiedades y la dinámica del plasma y los campos magnéticos de la heliosfera; un cartografiados muy detallado de la atmósfera solar y el efecto del campo magnético sobre la misma; la identificación de las relaciones entre la actividad superficial (manchas, regiones activas) y la corona; la caracterización de las regiones polares y ecuatoriales desde un punto de observación situado a altas latitudes (una perspectiva completamente distinta a a aportada por los datos tomados desde la Tierra).

La misión durará un mínimo de seis años, pero es previsible su extensión hasta el 2024. Estará controlada desde ESOC, en Darmstadt, aunque la parte científica probablemente será responsabilidad de ESAC (European Space Astronomy Centre), en Madrid.

II) Nuestro vecindario: el Sistema Solar

Al menos son dos las misiones que la ESA pondrá en funcionamiento durante este periodo, con destino Mercurio y Marte.

El último planeta: Mercurio con BepiColombo (con lanzamiento previsto en el 2013)

A pesar de su proximidad a la Tierra, el planeta Mercurio es el gran desconocido. Hasta la fecha, ninguna nave a orbitado alrededor de este planeta. Todo lo más, solo ha recibido cortas visitas que han sugerido más misterios de los que han ayudado a responder.

BepiColombo, una misión conjunta entre la ESA y la agencia espacial japonesa JAXA, intentará el desierto informativo que tenemos de este planeta por una imagen más completa, que nos permita situar a Mercurio como pieza clave en la formación y evolución del Sistema Solar. Constará en realidad de dos naves diferentes, el “Mercury Magnetospheric Orbiter” (MMO), desarrollado por JAXA, y el “Mercury Planetary Orbiter” (MPO), responsabilidad de ESA. El primero tendrá una órbita elíptica de unas 9.2 horas (entre 400 y 12,000 km de altura), mientras que el segundo se moverá mucho más cerca, entre 400 y 1,500 km, en un periodo orbital mucho más corto, de solo 2.3 horas,

Los objetivos principalesincluyen:

  • La determinación del origen y la evolución de un planeta situado tan cerca de su estrella central.
  • La geología planetaria, incluyendo su estructura y composición.
  • La composición y dinámica de la tenue atmósfera.
  • Estudio de la magnetosfera.
  • Verificación de a teoría de la relatividad de Einstein.

Programa Aurora: Exomars (2013) y Mars sample return

El Programa Aurora promete un nuevo amanecer en la exploración del hermano menor de la Tierra, Marte. La principal misión marciana de la ESA será Exomars, que constará de una plataforma inmóvil que se depositará sobre la superficie del planeta, y de un vehículo autónomo.

Por orden de importancia, los objetivos científicos incluyen;

  • La búsqueda de signos bióticos presentes o pasados.
  • La caracterización de la distribución del agua y de otros compuestos en las capas más superficiales.
  • La preparación de futuras misiones humanas.

En un futuro indeterminado, está previsto la realización de una misión internacional cuyo objetivo sea el transporte de muestras marcianas a la Tierra para su análisis, denominada “Mars Simple Return”.

III) Astrofísica y Física Fundamental

El universo frío: Herschel (2008)

El telescopio espacial Herschel, con su tres instrumentos HIFI, SPIRE y PACS, cubrirá un rango del espectro electromagnético difícilmente alcanzable desde la superficie de la Tierra, por no decir imposible: el infrarrojo lejano y el submilimétrico. Con su espejo primerio de 3.5 metros de diámetro, representará un verdadero hito en la puesta en órbita de instrumentación astronómica de gran tamaño. Recordemos que su más inmediato predecesor, el americano Spitzer, no alcanzaba el metro de diámetro.

Entre sus objetivos principalesse encuentran:

  • El estudio de la formación de galaxias en el universo más temprano.
  • La creación de nuevas generaciones de estrelals y su interacción con el medio interestelar.
  • La química molecular en cualquier rincón del universo.

Sobre Herschel, una misión deseada y esperada como pocas, hablaremos con detenimiento en entradas futuras.

Ecos de la eternidad: Planck (2008)

Asumiendo un gran riesgo, la ESA tiene previsto lanzar la misión cosmológica Planck simultáneamente con Herschel, en un lanzador Ariane 5. Como otras misiones que le precedieron (tales como por ejemplo la americana COBE), su objetivo es la medida de la radiación de fondo de microondas, el resto del nacimiento del universo. Para ello, realizará el cartografiado más detallado y sensible realizado hasta la fecha, midiendo las pequeñísimas anisotropías. Así, será capaz de determinar con precisión la constante de Hubble y verificará la validez de distintos modelos infraccionarios de universo más temprano. Tal vez después de esta misión conozcamos en detalle cómo nació el universo, y seamos capaces de vislumbrar también su futuro.

Mil millones de estrellas: GAIA (con puesta en órbita en el año 2011)

Si hay una misión próxima que modificará nuestra visión de la astrofísica es, sin duda, GAIA. Tiene como precedente la misión Hipparcos, lanzada en 1989 y que produjo un extraordinario catálogo estelar con posiciones, movimientos propios y distancias de decenas de miles de estrellas. Sin embargo, Gaia es mucho ambicioso. Si Hipparcos midió distancias hasta pocos centenares de años-lux, Gaia esencialmente producirá una visión completa de la Galaxia, un censo exhaustivos de posiciones, distancias y movimientos. Si el censo de sus habitantes fue la clave del éxito del Imperio Romano, Gaia podrá representar algo análogo para la astrofísica europea.


La misión astrométrica GAIA y sus objetivos científicos (crédito DByN2007). Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

Los objetivos de GAIAse dividen en:

  • Censo de la Galaxia, alcanzando estrellas de hasta magnitud V=20, aproximadamente mil millones
  • Movimientos propios de las estrellas
  • Posición con extraordinaria precisión
  • Medida de velocidades radiales (con espectroscopía)
  • Clasificación de la población censada

Además, los datos básicos que proporcionará serán cruciales para campos tan diversos como objetos dentro del Sistema Solar, la estructura de la Galaxia, formación estelar, astrometría de binarias visuales (medidas de masas estelares), objetos subestelares, descubrimiento de exoplanetas (medida directa de sus órbitas por el movimiento reflejo de la estrella central), o la física fundamental. Muchas promesas que esperemos que se cumplan.

Next Generation: el telescopio espacial James Webb (con fecha de lanzamiento en el 2013)

El telescopio espacial Hubble, que tantos resultados ha proporcionado a la comunidad científica, a pesar de las actualizaciones que ha recibido durante varias misiones de servicio (y la próxima en agosto de este año), tiene una fecha de caducidad, en los primeros años de la próxima década. Sin embargo, ya tiene substituto, el James Webb Space Telescope, o JWST.


Instrumentación y objetivos genéricos del JWST (cédito DByN2007). Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

Contrariamente a aquél, el JWST operará exclusivamente en el rango infrarrojo del espectro electromagnético, y cubrirá desde una micra hasta las 28 micras 8el ojo humano funciona por debajo de la micra, aproximadamente con las longitudes de onda entre 0.4 y 0.8 micras). Constará de cuatro instrumentos:

  • NIRCam: cámara infrarroja uqe operará entre 1 y 5 micras. Es responsabilidad de la NASA
  • NIRSpec: espectrógrafo infrarrojo que funcionará en ese mismo rango del espectro (1-5 µm). Está siendo diseñado y construido por la Agencia Espacial Europea.
  • MIRI: instrumento multifunción que trabajará en el rango del infrarrojo medio (5-28 µm). Fruto de una cooperación internacional entre un consorcio europeo y su contrapartida norteamericana. MIRI cuenta con una importante participación española liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y por el Instituto Nacionla de Técnica Aeroespacial (INTA).
  • TFI/FGS: proporcionará imágenes en filtros seleccionables en el rango 1.6-5 micras. Diseñado  y ejecutado por la agencia espacial candiense CSA.

El JWST, in telescopio de gran complejidad, tendrá un espejo desplegable de 6.5 metros, enfriado a 40 grados kelvin (unos -233 grados centrígrados). Al igual que otras próximas misiones astrofísicas, se colocará en órbita e torno al Sol en el punto de Lagrange L2.

Entre sus objetivos científicos se pueden destacar:

  • El final de la edad obscura: los primeros objetos brillantes del universo
  • Ensamblando galaxias: ¿Cómo evolucionan las galaxias y al materia obscura?
  • El nacimiento de las estrellas y de los sistemas protoplanetarios
  • El origen de los sistemas planetarios y de la vida

Así, la ESA y las industrias aeroespaciales europeas están realmente comprometidas con un número relevantes de misiones que contribuirán sin lugar a dudas a nuestro conocimiento científico pero también, por supuesto, a la mejora de nuestra capacidad industrial y la competitividad industrial. No solo es ciencia lo que está en juego, también puestos de trabajo y un lugar en el complicado mundo en el que nos toca vivir.


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Comentarios

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saludos

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