El cazaplanetas TESS tiene la vista borrosa

Estos días hemos sabido que el observatorio espacial TESS de la NASA para cazar planetas presenta un pequeño problema de visión que afectará ligeramente a su misión. TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) será lanzado en marzo del año que viene por un cohete Falcon 9 —el despegue estaba inicialmente previsto para finales de este año— y a partir de entonces comenzará su misión primaria de dos años durante la que estaba previsto que descubriese miles de exoplanetas mediante el método del tránsito, incluyendo trescientas supertierras aproximadamente. Además debía ser capaz de detectar unos treinta exoplanetas de tamaño terrestre, entre el 10% y el 20% de los cuales estaría en la zona habitable de sus estrellas. Y, precisamente, el defecto encontrado afectará a la detección de estos planetas más pequeños (justo los más interesantes).

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El cazaplanetas TESS (NASA).

A diferencia del telescopio espacial Kepler, que durante su misión primaria apuntaba continuamente a la misma zona del cielo, TESS observará toda la bóveda celeste y descubrirá planetas extrasolares situados preferentemente alrededor de estrellas brillantes, lo que permitirá su estudio detallado a posteriori mediante otros observatorios terrestres o espaciales, como el James Webb (la mayoría de estrellas observadas por Kepler eran demasiado débiles para ser analizadas por estos instrumentos).

Con el fin de cumplir estos objetivos TESS cuenta con cuatro cámaras con una relación focal de f/1,4 y cada una de ellas con un campo de visión de 24º x 24º, lo que permite cubrir un 90% del cielo. Cada cámara dispone de un detector CCD-80 de 16,8 megapíxeles construido por el MIT Lincoln Lab. Diseñar una cámara con un campo tan amplio y que tenga un plano focal perfectamente plano que coincida con la forma del detector es una tarea hercúlea, así que desde un principio se decidió llegar a un compromiso para que la aberración esférica sea lo menor posible a lo largo del plano.

Sistema óptico de TESS (NASA).
Sistema óptico de TESS (NASA).
Las cámaras de TESS recientemente instaladas en el satélite (NASA).
Las cuatro cámaras de TESS recientemente instaladas en el satélite (NASA).

El problema es que la temperatura a la que las cámaras van a funcionar en el espacio es de –75 ºC para reducir el ruido electrónico de los detectores. Y puesto que las cámaras cambian su foco en función de la temperatura solo se puede medir la posición del plano focal durante pruebas térmicas. Justamente fue durante una de estas pruebas cuando se comprobó que las cámaras se desenfocaban una semana después de estar sometidas a la temperatura de funcionamiento. A una temperatura de –85 ºC el desenfoque era todavía mayor, de entre 20 y 30 micras. Comparado con la precisión requerida del instrumento, de ±10 micras, es, sin ser dramática, una desviación a tener en cuenta. Es decir, TESS no sufre un defecto grave de construcción como el que tenía el espejo principal del telescopio espacial Hubble —algo que sin duda nos cansaremos de oír hasta la saciedad en muchos medios durante los próximos días y meses—, sino que ya viene con cierto desenfoque debido a su peculiar diseño. Lo que pasa es que este desenfoque medio es mayor del previsto. De hecho, ahora el enfoque es mejor a poca distancia del eje focal, aunque mayor a ángulos mayores.

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Desviación de plano focal de TESS a distintos ángulos con respecto al centro de los detectores (NASA).

El origen del desenfoque no ha sido hecho público, pero parece ser que está relacionado con la cristalización a bajas temperaturas del pegamento usado para fijar los detectores. Tras analizar el problema la NASA ha decidido no posponer el despegue y lanzar a TESS con el defecto. De acuerdo con la agencia espacial este problema no afectará al rendimiento científico de la misión, pero esto es una verdad a medias. Es cierto que no tendrá impacto sobre el principal objetivo del proyecto, puesto que TESS, a diferencia de Kepler, no fue concebido para descubrir planetas de tamaño terrestre y, además, TESS es una misión fotométrica donde la resolución espacial no es tan importante.

No obstante, el desenfoque genera mayor ruido en los datos, un ruido que afectará especialmente a los planetas más pequeños. Como mencionamos al comienzo, TESS podrá detectar cientos de supertierras y unas pocas decenas de planetas de tamaño similar a la Tierra. Pues bien, de acuerdo con el equipo de TESS, eso significa que el descubrimiento de supertierras y exotierras se verá reducido entre un 10% y un 20%. No cabe duda de que son malas noticias, aunque no sean catastróficas.

En definitiva, no, TESS no es el nuevo Hubble y descubrirá cientos de exoplanetas casi como estaba planeado. Casi. Lástima que lo más perjudicado por el defecto sea la detección de planetas como la Tierra.

Observatorio espacial TESS (NASA).
Observatorio espacial TESS (NASA).
Curiosa órbita de TESS, de 108.000 x 373.000 kilómetros (NASA).
Curiosa órbita de TESS, de 108.000 x 373.000 kilómetros (NASA).
Misión de TESS (NASA).
Misión de TESS (NASA).

Referencias:

  • http://spacenews.com/cameras-on-nasa-exoplanet-spacecraft-slightly-out-of-focus/

29 Comentarios

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José B. CastroJosé B. Castro

Me parece una barbaridad lanzar esta misión sabiendo que tiene un defecto serio. Lo más lógico es corregir el problema, no importa que se retrase un año, dos o más.

erethereth

cuanto tiempo te imaginas seria de retrazo hacer las camaras de nuevo? un solo año? dos? o mas? (porque por los requerimientos que tiene, no parece viable desarmar y armar de nuevo el mismo equipo)

pochimaxpochimax

El pegamento de los detectores…. habría que encontrar detectores nuevos, otra forma de fabricarlos. Probablemente esté por encima del presupuesto de la misión. Adelante y ya está.

Fernando GeneraleFernando Generale

Que macana,los bueno que el problema no afectara la misión primaria.Por cierto que pasó con el buscador de exoplanetas que China lanzara en 2019?

ErickErick

Pues si una pena Daniel, que no salga perfecto este telescopio, pero también en parte es normal, pues es un equipo muy avanzado…al que hay que rezar para que no falle nada es el James Webb…que su despliegue se ve delicada…

Que gran década de los 20 nos espera, con estos dos, más el TMT, ELT, etc…

Daniel dos preguntas, ¿Se sabe algo de la sonda china Change 5 y si será retrasa? ¿Harás un post sobre el lanzamiento de Irán, y su nuevo cohete Simorgh?

s2

DamiánDamián

Y desde mi total ignorancia pregunto, no hay alguna forma de reducir este desenfoque mediante software? Algo similar a las técnicas de enfoque en imágenes con photoshop o los filtros de las apps de celulares.

Salu2

pochimaxpochimax

Seguro que tendrán todo estudiado, y si se les ocurre algo más lo aplicarán.

TxemaryTxemary

El problema es que el desenfoque genera un mayor ruido en los datos, por lo que para mejorar los datos por software necesitaríamos una gran cantidad de “datos de referencia” es decir, sin ruido. Y esos datos, símplemente no existen ahora mismo. Probablemente con el tiempo se puedan procesar los datos obtenidos para afinar las mediciones, con el Kepler se ha hecho, pero eso a día de hoy no puede saberse.

miguelmiguel

Se está en el límite de lo que es técnicamente viable, observen que Daniel comenta que el fallo se detectó a la semana de estar en funcionamiento; estas cosas son las que quitan el sueño: el ¿y si …?.
La idea del cuñao ingeniero, si el problema es cuando baja de una determinada temperatura ¿no se podría añadir un calentador por radioisótopos que sea capaz de subir la temperatura al sensor hasta los -75ºC cuando sea necesario?.

NoelNoel

Eso mismo pienso yo. Tan cerca de la Tierra y el Sol, el control de temperatura óptima no debiera ser ningún problema.

Y otra cosa: si cerca del centro focal, la distorsión es mínima, e incluso mejora, basta con superponer los barridos del cielo por la mitad, aunque signifique el doble de tiempo de misión, para corregir ese defecto en gran medida…

A ver, hablo desde la idea de buscar soluciones,no desde la sapiencia, pues no paso de mero aficionado.

RObertRObert

Si calientas el telescopio diseñado a trabajar a un determinada temperatura, vas a provocar mas problemas que beneficios, la única solución seria cambiar el pegamento o poner una lente correctora, si por alguna razón el equipo técnico han decidido dejarlo como esta, es o por no hay tiempo, o no hay dinero para hacerlo.

amagoamago

Si vas a calentalo mejor utiliza una resistencia eléctrica que radioisótopos. Especialmente si no está lejos del sol.

Jose ManuelJose Manuel

El miedo y panico vendra cuando este cercano el lanzamiento del JWST. No solo que todo vaya bien en el lanzamiento sino que no le pase algo parecido a lo que ha pasado con Tess.

SpX RlSSpX RlS

En principio no hay ningún problema de construcción en el JWST, EN PRINCIPIO. Queda más de un año para el lanzamiento, me imagino que quedarán un montón de pruebas en las que se puede detectar cualquier fallo. Aun así, me preocupa bastante más el lanzamiento y posterior despliegue. Sí, habrá pánico hasta que esté en L1 y funcionando. Pánico del gordo. Es una misión equiparable en importancia y trascendencia a la del Hubble en su día, por lo que habrá más de un conato de infarto.

JxJx

opino igual, me preocupa mas el cohete en su lanzamiento (Ariane 5) que la construcción misma del JWST, aunque una vez en L1 tiene que “desenrollarse solito” pues todo viene plegado

Gabriel DomínguezGabriel Domínguez

Me sorprende que el MIT Lincoln Lab no haya sometido el “pegamento para fijar los detectores” a las pruebas en condiciones de baja temperatura necesarias para verificar que respondía como se esperaba para su función. Una pena que no se pueda corregir: muchos planetas de tamaño terrestre seguirán fuera de nuestro alcance. Esperemos que sea el único fallo…

U-95U-95

Es una auténtica lástima. Esperemos que al menos la misión funcione lo mejor posible dentro de sus capacidades.

DavidGFDavidGF

Sin duda una pena lo del desenfoque, aunque esperemos que sea un éxito igualmente.
Daniel, una duda sobre la Curiosa órbita. Algún motivo en particular para elegir una órbita tan elíptica? He leído por ahí que la eligieron por ser una órbita estable y por facilidad de comunicación en el perigeo, pero me da a mi que eso es medio cierto, escondiendo tal la mejor órbita con ese lanzador o con el dinero que tienen para el lanzamiento.

JxJx

Es un error que reduce un poco el alcance de la misión, pero no afecta la misión principal, ni es algo catastrófica. Lo van a lanzar así con ese defecto porque en cuestión de tiempo, dinero, recursos resultaría mejor lanzar otra misión parecida que retrasar el lanzamiento e incrementar el costo para corregir el error.
El financiamiento inicial de TESS fue de Google pero ahora es conducido por el MIT y operado por la NASA. Va a ser lanzado por un cohete Falcon 9.

JxJx

Lo que si seria catastrófico es que algo salga mal con el telescopio James Webb que sera lanzado el otro año por un cohete Ariane 5, de pues de tanto esfuerzo.

Miguel RodriguezMiguel Rodriguez

Curiosamente, al hacer fotometría de estrellas brillantes, el desenfoque es un recurso para evitar la saturación del detector.

No veo la cosa tan grave.

TACusterTACuster

Buenas.

“Overengineering” es el término que se me viene primero a la cabeza.

Si tu margen de tolerancia es de “tan solo” 10 micras, pues realmente estas muy jugado a que algo falle.
Y falla evidentemente.

No voy a cuestionar si era más eficiente y regulable usar un doble marco de presion y 4 pueriles tornillos antes que un pegamento ajustado a 10 micras, me imagino que gente más calificada decidió que era mejor el pegamento.

Lo desastrozo del tema es como a solo 1 semana de pruebas, 1 SEMANA muestre el fallo y no lo reparen, vamos hay que cambiar las cámaras todas enteras, ó desarmar y solo los lentes. trabajo de un año pero a cambio tienes un producto dentro de los parámetros funcionales.
Lanzarlo así solo me suena a despilfarro lobbista de muy inepta administración pública.

Saludos.

CharruaCharrua

Me llamó la atención la orbitra del Tess. Esa órbita es estable? cuánto tiempo está planeada la misión? (leo que la primaria es de 2 años)
gracias

JxJx

Con el fin de obtener imágenes sin obstrucciones tanto de los hemisferios norte y sur del cielo, TESS utilizará una órbita lunar resonante 2: 1 llamada P / 2, una órbita que nunca se ha utilizado antes. Los 373.000 km (232.000 mi) de apogeo de la nave espacial están programados para mantener la nave lejos de la Luna, que actúa como un agente desestabilizador . Esta órbita altamente elíptica debe permanecer estable durante décadas, y mantendrá las cámaras de TESS en un rango de temperatura estable. La mayoría de la órbita transcurre fuera de los cinturones de Van Allen para evitar daños por radiación a TESS. Cada 13,7 días en su perigeo de 108,000 km, TESS conectará los datos que ha recolectado durante la órbita a la Tierra durante un período de aproximadamente tres horas.

EmanuelEmanuel

Me asombra el tamaño de los instrumentos. Se parecen más a Star-Trakers. Yo me imaginaba que para cazar planetas necesitaban óptica de mayor diámetro.

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