Exo-C, el futuro telescopio espacial de la NASA para cazar planetas

Hace algún tiempo la euforia y el optimismo de la comunidad científica desbordó a la NASA a la hora de plantear cuál debía ser la próxima misión espacial para buscar planetas extrasolares. La agencia espacial estadounidense decidió a principios de este siglo que el camino a seguir era la misión TPF (Terrestrial Planet Finder), un ambicioso observatorio espacial capaz de ver exoplanetas directamente y, llegado el caso, analizar su composición de forma rudimentaria. Pero los investigadores no se pusieron de acuerdo sobre el diseño del TPF. Un grupo propuso lanzar un telescopio espacial con un coronógrafo en su interior, es decir, un pequeño disco que ocultase la luz de la estrella para permitir la visualización de los posibles exoplanetas que tuviese a su alrededor. Otro grupo decidió ir a por todas y diseñó TPF alrededor de un interferómetro. TPF-I, como lógicamente fue denominada esta variante, estaría formado por varios telescopios espaciales y sería más caro y potente que TPF-C. Pronto estalló una guerra entre ambos bandos y la NASA, incapaz de tomar una decisión sobre la idoneidad de cada diseño, optó por cancelar el proyecto.

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Recreación artística de un sistema exoplanetario visto por Exo-C (NASA).

Y de este modo tan absurdo la astronomía exoplanetaria se quedó sin un observatorio espacial dedicado más allá de la misión Kepler. Pero ahora la NASA vuelve a la carga y este año varios investigadores han propuesto un nuevo programa para ver exoplanetas desde el espacio. El proyecto, conocido por ahora simplemente como ‘Exo’ es una especie de TPF de bajo coste y, al igual que aquel malogrado proyecto, se presenta en dos sabores muy curiosos. El primero, y sin duda el más espectacular, es Exo-S, un telescopio espacial que usa un coronógrafo externo o starshade para detectar exoplanetas. Del Exo-S ya hablamos en Eureka hace unos meses, pero dejamos a un lado la otra opción, denominada Exo-C. Efectivamente, y como su nombre indica, Exo-C hace uso de un coronógrafo interno como su antecesor TPF-C, lo que permite un diseño más compacto, además de reducir costes.

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Diseño preliminar de Exo-C, basado en el telescopio espacial Kepler (NASA).
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Otros diseños propuestos para Exo-C (NASA).

De acuerdo con el diseño preliminar de Exo-C presentado en marzo de este año, Exo-C tendría una masa de 1780 kg al lanzamiento y emplearía el diseño del telescopio Kepler para ahorrar costes. Esto implica que el diámetro de su espejo primario no podrá superar los 1,5 metros de diámetro, así que me temo que no podrá ver exotierras directamente, pero al menos sí será capaz de fotografiar supertierras cercanas. Sea como sea, los objetivos de Exo-C no son en absoluto desdeñables. Durante el transcurso de su misión primaria de tres años Exo-C obtendrá espectros relativamente detallados de una docena de planetas gigantes detectados por el método de la velocidad radial (y, por tanto, que no hemos ‘visto’ nunca) y además buscará planetas desconocidos alrededor de unas 140 estrellas cercanas (incluyendo Alfa Centauri). De entre este centenar de estrellas, en veinte de ellas Exo-C podrá encontrar exoplanetas con un tamaño mínimo de supertierras que estén situados en la zona habitable. Lamentablemente, los planetas descubiertos por Kepler o, en el futuro por TESS, mediante el método del tránsito están fuera del alcance de Exo-C al hallarse demasiado lejos.

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Exoplanetas que podrá estudiar Exo-C (NASA).
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Así vería Exo-C algunos exoplanetas durante el transcurso de su misión (suponiendo que la inclinación de su plano fuese de unos 70º)(NASA).
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Espectros de los planetas gigantes del sistema solar con la resolución que puede alcanzar Exo-C (R=70) (NASA).

Además de planetas, Exo-C estudiará en detalle discos de material alrededor de estrellas, lo que nos permitirá comprender mejor la formación y evolución de sistemas planetarios. En concreto, Exo-C analizará unos sesenta discos en estrellas cercanas (hasta 40 pársecs), cien discos jóvenes descubiertos por el telescopio infrarrojo WISE y hasta 80 discos protoplanetarios cercanos. Y es que un hecho que suele pasar bastante desapercibido para el público es que los discos de polvo y hielo que rodean a la mayoría de estrellas son más brillantes y, por tanto, más fáciles de detectar que los planetas que pudieran existir. Es más, estudiando estos discos somos capaces de inferir la presencia de exoplanetas aunque no se vean directamente. Por ejemplo, si viésemos nuestro sistema solar desde lejos veríamos claramente la influencia de Neptuno en el Cinturón de Kuiper y, con si poseemos la suficiente resolución, la estructura anular creada por la Tierra en el polvo interplanetario, con un brillo superior en un 10% al de la luz zodiacal ‘de fondo’.

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El sistema solar visto desde el exterior si ocultamos el sol. El exterior está dominado por el Cinturón de Kuiper y el interior por las partículas de polvo de la luz zodiacal. Se puede inferir la presencia de Neptuno y la Tierra observando el disco (NASA).

Exo-C no debe superar los mil millones de dólares y, de ser aprobado, sería lanzado en 2024 en una órbita solar similar a la de Kepler (aunque no se descarta una órbita de halo en el punto de Lagrange L2). Desgraciadamente, el futuro de Exo-C y de Exo-S no es demasiado halagüeño. La NASA mantiene ambos observatorios como una opción de emergencia en el caso de que el telescopio WFIRST-AFTA se quede en el tintero. Recordemos que WFIRST está destinado a ser el próximo telescopio espacial de la NASA tras el James Webb (JWST), pero los problemas presupuestarios -o mejor dicho, el agujero negro en el que se ha convertido el JWST- han puesto en entredicho su futuro, y eso a pesar de que la NASA planea usar en el proyecto uno de los dos telescopios procedentes de satélites espías regalados por la NRO. Pero como soñar no cuesta nada, siempre podemos esperar que Exo-C, Exo-S y el WFIRST-AFTA salgan adelante. ¿Acaso no sería genial?

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Órbita de Exo-C respecto a la Tierra (NASA).
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Partes de Exo-C (NASA).

Referencias:


27 Comentarios

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Juan JaveJuan Jave

Excelente entrada Daniel.
Sería tan espectacular tener los tres telescopios funcionando y que la misión sea un éxito como lo fue Kepler, aunque eso no garantiza mas fondos al menos es un incentivo. A tu criterio Daniel, el WFIRST-AFTA tiene chances aún? en tu entrada anterior mencionaste que debería tenerse un financiamiento y una fecha tentativa de inicio del 2016, lo cual en términos de planeamiento de misiones es un parpadeo.
Gracias nuevamente por la información que siempre comparte. Felicitaciones

Ricardo G.Ricardo G.

Hola Daniel, Podrías realizar una entrada sobre el nuevo planeta orbitando el sistema Alfa Centauri , descubierto por astrónomos de San Petersburgo. muchas gracias por tanta información!!. Este blog es sin dudas el mejor en habla hispana!!!

Hilario GómezHilario Gómez

Otro proyecto estupendo que se va a quedar en el cajón a dormir el sueño de los justos por cuestiones de presupuesto. Lo del JWST es ya de escándalo (si no me equivoco, ahora se espera que en 2018 y con lanzamiento incluido su coste ascienda a 8.800 millones de dólares).

Urge que los responsables de la NASA hagan un master de política presupuestaria y de gestión de recursos. O, en su defecto, que pasen una temporadita en la ESA (o mejor aun, en la ISRO) para aprender a hacer más con menos. Vaya tropa.

TxemaryTxemary

Hablo de memoria pero creo que el desfase presupuestario era de un 800% respecto al presupuesto inicial… vamos que o tienen a Calatrava(te la clava) trabajando para ellos o no me lo explico.

Hilario GómezHilario Gómez

En el artículo en inglés sobre el JWST en la Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/James_W...e_Telescope) están las cifras.

Cuando empezó el proyecto en 1997 (con el lanzamiento previsto para 2007…) el coste del proyecto era de 500 millones de dólares. Ahora mismo estamos ya en los 8.800 millones de dólares.

Un disparate total.

RuneRune

Esa es la clave, fecha original de lanzamiento 2007… alarga un proyecto que paga tan bien a sus integrantes durante más de una década, y es lógico que el presupuesto se dispare.

Lo que debería hacer la NASA es proporcionar un presupuesto inicial realista (básicamente, del doble para arriba para los “flagship”, porque no aciertan una), y una fecha de entrega draconianamente corta que obligue a la gente a ir con un cohete en el culo. Limitar en el tiempo los programas es la forma más efectiva de limitar su gasto, y si el JWST hubiera caído en 2008 ya podríamos tener volando el WFIRST sin incrementar el nivel de gasto.

La NASA de hoy en día se dedica más a pagar a excelentes ingenieros en nómina que a darlos algo que hacer. Pero… ¿cómo se despide a un funcionario para gastar su sueldo en metal? That’s the question.

AlfonsoAlfonso

Al paso que va la “burra”, como decía mi padre…no pienso que antes de 30 años, tengamos el tan ansiado por muchos TPF-I o en su defecto el TPF-C.
Si, el JWST estará muy bien…pero a que precio; pero la ilusión que despertó en muchos el Kepler como descubridor de exoplanetas, sólo nos la recuperaría una versión 2.0 del Kepler, mucho más “potente”, o una versión del TPF.
Lo irónico, es que la misión Kepler no ha sido especialmente cara (en realidad, bastante mas barata que el JWST), pero me da la impresión, que el camino abierto por Kepler (en cuanto a sondas espaciales) va en la misma dirección que por ejemplo el proyecto Apollo…punto y seguido a muy largo plazo.

PabloPablo

Realmente es inexplicable lo que esta sucediendo en la NASA ¿Cómo es posible que un proyecto inicial pase de 500 millones a ¡¡¡8.800 millones de dólares?. En Estados Unidos que tanto presumen de democracia y derechos civiles ¿No piensan hacer una investigación seria y depurar responsabilidades?. Debe ser vergonzante para esta panda de chorizos ver como la India con un presupuesto ridículo manda su primera sonda a Marte y con éxito a la primera o ver como la ESA con un presupuesto muy inferior manda la sonda Rosseta a un asteroide y con éxito…..Para poner otro ejemplo con estos 8.800 millones tendrían para hacer ¡¡¡8 telescopios ELT de 39,3 metros con su instrumentación incluida!!!. Después los ves lloriqueando al congreso para obtener más financiación, la NASA se ha vuelto en una agencia politizada he irresponsable donde unos pocos són los que trabajan y otros muchos más no hacen absolutamente nada. Si de por mi fuera la haría desaparecer y solo dejaría a los de JPL que allí si que hay buenos profesionales y se de lo que hablo.

TxemaryTxemary

Buff es mejor no pensar qué se hubiese hecho con 4 veces el presupuesto de Curiosity o 127 veces Mangalyaan o… mierda ya he caido!! 😉

TxemaryTxemary

pero bueno, de todos modoas no hay que juzgar el libro por el precio… cuando la misión esté dando frutos podremos valorarla, pero sí, tienes mucha razón en que hay que investigar… porque huele muy mal.

Hilario GómezHilario Gómez

Es que el JPL depende del Caltech y tiene el estatus de centro federal de investigación y desarrollo Su relación con la NASA es indirecta, ya que está gestionado por el Instituto de Tecnología de California (CalTech), que tiene a tal fin firmado un contrato con la NASA.

El JPL tiene su propio presupuesto , que en 2012-13 fue de 1.500 millones de dólares.

Vamos, que es otro mundo.

Hilario GómezHilario Gómez

Jo… Qué mal redactado me ha quedado este comentario…

De verdad, lo de las tablets baratas chinas es penoso…

Miguel Rodríguez

Bueno, la NASA está politizada por definición, como agencia federal que es, y qu etiene que pasar por una supervisión de los poderes políticos. Su problema es la burocratización excesiva y la falta de definición clara de grandes objetivos de exploración. Por supuesto, también sufre de la disminución progresiva de presupuesto, pero más grave me parece la indefinición de objetivos. Es muy importante primero saber qué se quiere; después, según los medios disponibles ya adaptarás tus metas a tu presupuesto, pero hay que saber de antemano cual es la meta.

pochimaxpochimax

El que dijo que el Webb iba a costar 500 millones de dólares se marcó un farol o no tenía ni idea de lo que hablaba. Luego la NASA se atrapó en el proyecto, cuando ya estaba el sobrecoste disparado nadie se atrevía a pararlo y tirar el dinero.

pablopablo

El telescopio espacial James Webb será caro y todo lo que querais, pero es un cacharro impresionante.

La comparación con la sonda india está fuera de lugar. La NASA también hace sondas baratas. Todo depende de lo ambicioso que seas a la hora de diseñarlas.

Todos los grandes proyectos (Apollo, Shuttle, etc) han sufrido siempre retrasos y sobrecostes. Y no es algo que se deba echar en cara a nadie: es imposible hacer un cálculo exacto de lo que va a costar desarrollar un sistema tan complejo. Y obviamente, las primeras estimaciones se hacen siempre con un cierto grado de optimismo. Si Kennedy hubiera tenido en consideración las estimaciones pesimistas, el Programa Apolo nunca habría salido adelante…

TxemaryTxemary

Sí, tienes razón, hablando en serio no son misiones comparables ni de lejos, sería muy injusto. Y sí, todos los proyectos que tratan de innovar son susceptibles de tener retrasos y aumentos presupuestarios, pero este se lleva la palma… lo cual no tiene nada que ver con que una vez en el espacio y funcionando pueda llegar a revolucionar nuestro entendimiento del universo, eso es algo que muy pocas misiones tienen la posibilidad de hacer.
Tampoco es una cuestión de tener o no en cuenta las posibilidades más pesimistas a la hora de ir adelante con un proyecto, es simplemente que con este, se les fue la cabeza, ni siquiera el shuttle les costó 17 veces y media más de lo que habían presupuestado y era un proyecto de ingeniería mucho más amplio con muchas más incógnitas en su momento.

JofaserimonJofaserimon

…..¡¡trata de arrancarlo, por dios!! ¡¡trata de arrancar el cohete!!…….. buuuum crash, patapúm chimpum.

Noticia noticia, ola de suicidios entre los ingenieros de eeuu, lo único que los relaciona es su trabajo en el malogrado telescopio James “Agujero Negro” Webb. Seguiremos informando.

leandroleandro

a raiz del interferometro…supongamos q tenemos la capacidad tecnologica de construir uno muy grande…quizas de un espejo virtual del tamaño de la tierra…q podriamos ver???…

por ej. el telescopio de Galileo…podiamos ver jupiter y sus lunas como puntos masomenos grandes…con el Hubble podemos ver y estudiar claramente su gran mancha roja…con el JWT,en teoria,podriamos estudiar las nubes individuales de esa tormenta en Jupiter…es decir la progrecion es “astronomica”…

supongamos q vivimos en una de las lunas de Jupiter…con el JWT podriamos ver la tierra con tanto detalle, q podriamos afirmar la existencia de ciudades en la tierra,con una resolucion de google maps a 50 km masomenos…

volvamos al interferometro…con el q la NASA planeaba construir,el terresttrial,hubiesemos podido tener imagenes de exoplanetas directas,saber si su atmosfera tiene nubes,estudiar la composicion de sus gases,etc…

con un interferometro de un “espejo virtual” del diametro de la tierra…en un exoplaneta masomenos cercano…no estariamos en la misma situacion de poder ver su superficie???…e inferir si hay vida y cuan evolucionada esta o si ya llegaron a un estadio de civilizacion???…

no se si hay un limite especifico a cuan grande un interferometro espacial puede llegar a ser…si no tiene limitaciones…el tamaño del “espejo virtual” puede estar acotado solo al dinero y la tecnologia q podamos poner en orbita…o sea,puede ser bastante grande…tanto como para estudiar exoplanetas en profundidad y tener una “foto” de su superficie y si tiene vida???…

pregunto…

pochimaxpochimax

El problema, Pablo, es que necesitas llenar el espacio virtual, con telescopios, para obtener imágenes.

Quizá la mejor imagen de lo que debería ser un interferómetro sería ALMA, con todas esas antenitas llenando el espacio entre las líneas de más larga base.

con dos telescopios no logras imagen ninguna. A más telescopios, mejor imagen.

pablopablo

Pregunta para Daniel y para los que estáis al tanto del tema:

¿Por qué la NASA eligió a Boeing y su CST-100 si costaba 900 millones de $ más que el Dream Chaser?

De momento se han suspendido los contratos anunciados hace un par de semanas tras el recurso de Sierra Nevada ante el GAO

http://www.spaceflightnow.com/news/n...capprotest/

TxemaryTxemary

Tu comentario está pendiente de moderación.

Pues una de las razones eran los hitos marcados, pero estos eran diferentes para cada uno, y la verdad es que la Dream Chaser había adelantado a SpaceX así que esto solo no sirve para explicar la decisión, en su anuncio, no daban “razones” en sí, así que solo puedo darte suposiciones mías, así que a ver si alguien más informado nos alumbra.

Beagle2CrashBeagle2Crash

Seamos algo mal pensados…
¿Qué ocurriría si fallara el lanzamiento del James Webb? A parte de que sería una explosión realmente cara… ¿creéis que el nº de suicidios entre astrónomos e ingenieros aumentaría?

José LuisJosé Luis

Imaginad la posibilidad de catalogar los planetas de sistemas cercanos, desde luego los objetivos primarios de futuras misiones científicas y colonias. Sólo con saber que existen antes de morir, ya me daría por satisfecho. Poder saber los nombres de nuestros primos hermanos.

pochimaxpochimax

Olvidáis que el Webb también llevará un coronógrafo, y aunque no estuviera especialmente diseñado para ello y su espejo sea segmentado, seguro que podrá detectar y analizar varios de los planetas propuestos para detección por el Exo-C

Por otro lado, el problema es que un telescopio espacial de este tipo no se puede diseñar pensando en descubrir planetas sino sólo para caracterizar los ya detectados. Mientras no tengamos bien clara la población de planetas cercana, detectable, no se lanzará nada de este tipo.

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