Las próximas misiones científicas de gran presupuesto de la ESA

Por Daniel Marín, el 28 noviembre, 2013. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • ESA • Sondasespaciales ✎ 15

La agencia europea del espacio (ESA) ha anunciado hoy el objetivo de las dos próximas misiones científicas de gran presupuesto. El futuro científico de la ESA pasa por un telescopio espacial de gran tamaño (Athena+) y un observatorio de ondas gravitatorias (eLISA). Denominadas de ‘clase L’ (de large), estas misiones son las más caras de la agencia espacial europea y su presupuesto puede alcanzar los mil millones de euros. En mayo de 2012 se eligió la primera misión de clase L de la ESA o L1. La ganadora fue la misión JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), que despegará en 2022 rumbo a Júpiter.

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El telescopio de rayos X Athena+ será la misión L2 de la ESA (ESA).

Desde marzo de este año la ESA ha estado recogiendo propuestas (white papers) para las misiones L2 y L3. Las propuestas han sido muy heterogéneas tanto en la calidad de la presentación -algunas daban un poco de cosica- como en los objetivos, que han incluido desde sondas planetarias hasta observatorios espaciales. De entre todas estas iniciativas, un comité científico dirigido por Catherine Cesarsky ha seleccionado las misiones más prometedoras.

Finalmente, el director de la división de ciencia y exploración robótica de la ESA, Álvaro Giménez, ha sido el encargado de anunciar cuáles han sido las propuestas ganadoras. Es importante destacar que, a pesar de lo que se ha comentado en algunos medios, la ESA no ha elegido hoy las misiones L2 y L3 propiamente dichas -lo que requiere un grado de concreción técnica mucho mayor-, sino su objetivo. El proceso de selección de la misión L2 comenzará el año que viene y culminará con la elección de un concepto de diseño específico, así como de un investigador principal y un equipo científico correspondiente. La misión L3 no será seleccionada hasta el final de la década.

Los objetivos científicos de las misiones, «el universo caliente y energético» para L2 y «el universo gravitatorio» para L3, no han sorprendido a nadie si tenemos en cuenta que el observatorio espacial de rayos X Athena y la misión para el estudio de ondas gravitatorias NGO (Next Gravitational wave Observatory) compitieron junto a JUICE en la final de L1. Por los motivos que comentábamos más arriba, aún es pronto para saber con exactitud cómo será la misión L2, pero la propuesta ganadora del equipo de Kirpal Nandra (Instituto Max Planck) se basa en un telescopio espacial de rayos X denominado -no muy originalmente, la verdad- Athena+ (Advanced Telescope for High-energy Astrophysics +).

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Comparativa entre Arhena+ y otras misiones (ESA).

Athena+ será capaz de comprobar las predicciones del modelo cosmológico estándar (Lambda-CDM), estudiar la historia química de los bariones calientes, la formación y evolución de los cúmulos de galaxias, así como detectar los rayos X emitidos por los agujeros negros más jóvenes -con un corrimiento al rojo de z = 6-10-, situados en las primeras galaxias (actualmente no hay ningún objeto confirmado que emita en rayos X con un corrimiento al rojo de más de 6). El telescopio hará uso de la tecnología SPO (Silicon Pore Optics) desarrollada por la ESA y que permite alcanzar un gran área efectiva junto con una enorme resolución angular. Los instrumentos principales del telescopio serán dos: el espectrógrafo X-IFU (X-ray Integral Field Unit) y la cámara WFI (Wide Field Imager). Los sensores de X-IFU serán enfriados hasta 0,05 K para mejorar su sensibilidad. El telescopio tendrá un diámetro de 3 metros y una focal de 12 metros, con un área efectiva de dos metros cuadrados a energías de 1 keV y de 0,25 metros cuadrados a 6 keV. Los instrumentos serán sensibles a rayos X con energías de entre 0,3 keV y 12 keV, con una resolución de 5 minutos de arco para X-IFU y de 40 minutos de arco para WFI. Si todo va bien, Athena+, o como quiera que se llame por entonces, despegará en 2028 mediante un Ariane 5 para observar el universo desde el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol.

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Instrumentos de Athena+ (ESA).
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Simulación de un espectro de Athena+ comparado con otro del telescopio de rayos X Chandra de la NASA (ESA).
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Athena+ permitirá estudiar grandes áreas del cielo en rayos X. Observará fuentes energéticas excepcionalmente jóvenes (ESA).

Por su parte, eLISA (evolved Laser Interferometer Space Antenna) estudiará el universo desde la nueva perspectiva de las ondas gravitatorias (con frecuencias de 0,0001 Hz a 1 Hz), lo que permitirá poder comparar las predicciones de la relatividad general de Einstein con las de otras teorías de la gravitación (por ejemplo, ¿viajan las ondas gravitatorias a la velocidad de la luz?). Las ondas gravitatorias son además la única forma que tenemos de estudiar directamente el universo antes de la formación del fondo cósmico de microondas (CMB), de ahí la importancia de esta misión para la cosmología. eLISA intentará también, entre otros muchos objetivos, averiguar cuándo se formaron los primeros agujeros negros y su papel en la formación de las primeras galaxias.

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eLISA estará formada por un interferómetro láser de tres naves en formación situadas en órbita solar (ESA).
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Diseño del interferómetro láser de eLISA (ESA).

Al igual que Athena+, el diseño preciso de eLISA aún está en el aire, pero la propuesta de Karsten Danzmann (Instituto Albert Einstein) se basa en la misión NGO de L1. eLISA estará formada por tres naves situadas en órbita solar y separadas por un millón de kilómetros. Las tres naves estarán conectadas por haces láser que convertirán al conjunto en un enorme interferómetro de tipo Michelson con una sensibilidad mucho mayor que los observatorios terrestres de ondas gravitatorias como LIGO o VIRGO. Cada nave dispondrá de un telescopio de 20 cm de diámetro para emitir luz láser a 2 W de potencia y recibir el haz de las naves contiguas. eLISA despegará en 2034 (!), pero antes, en 2015, debe ser lanzada la nave LISA-Pathfinder para ayudar a desarrollar las ambiciosas tecnologías que necesita esta misión.

En definitiva, no ha habido sorpresas con los objetivos de las misiones L2 y L3. La ESA apuesta por misiones científicas que prometen revolucionar nuestro conocimiento del cosmos. Lástima que debamos esperar tanto para verlas. Esperemos llegar vivos.



15 Comentarios

  1. Misión ESA tipo Large de 1000€? El James Webb solito multiplicará ese presupuesto en un factor de ocho y tenemos al ArianeV esperando a lanzar ese lingote ufff, no me gustaría verme envuelto en algo así si cagamos nuestra parte.

    1. Esto es lo que temo, que al final el presupuesto se infle tanto que no habrá dinero para futuras misiones más «atractivas» para el gran público.

  2. «Athena+ será capaz de comprobar las predicciones del modelo cosmológico estándar (Lambda-CDM), estudiar la historia química de los bariones calientes… » puaf por Dios que aburrido!!! cómo piensan » vender al público» general estas misiones? hasta a mi que soy un apasionado de la astronomía me pareen temas densos de digerir. creo que estas misiones se podrian hacer si la ESA tuviera un presupuesto 5 o 10 veces mayores y entonces «meterlas» entre misiones más mediáticas y que honestamente nos gustan más a todos. ¿ Nadie propuso un orbitador de Urano o de Neptuno? ¿Una Fobos-Grunt Europea trayendo alguna muestra de fobos? Algo que esté en el noticiario de la tarde… La ESA tiene una bala de plata por década y creo que salvo JUICE va a desperdiciar las otras 2…

    1. Coincido contigo… Si el presupuesto fuera mayor… Se podrían hacer estas cosas, no digo que no sean interesantes, pero quizás, si las misiones fueran más… Impactantes para el publico y no solo para nosotros, los espaciotrastornados, quizás se aumentara el presupuesto y así hacer mas misiones. Yo apuesto por una misión tipo orbitador de Urano o una que entrara en el cinturón y sobrevolase varios asteroides de un tacada… Pero los sueños, sueños son… Quizás a la ESA le viniera bien un departamento de marketing.

      1. Nunca he entendido por qué la ESA tiene un presupuesto tres veces menor que la NASA cuando el PIB de Europa es similar al de EE.UU. Se ve que en el parlamento europeo, mayormente de derechas, la ciencia importa poco frente a beneficiar a los bancos y las grandes empresas.

        Aunque la cosmología es muy importante científicamente, no hubiera estado mal una misión más cercana, como un viaje tripulado a Marte. Parece mentira que desde hace dos décadas tengamos la tecnología y los conocimientos para realizar la misión y sigamos anclados a la órbita baja…

        1. Antonio, con todos mis respetos: respecto a tu comentario «mayormente de derechas», no hablemos de política en este foro también… bastante tenemos ya con la prensa nacional/local.

          Recuerda que en espacio no hay (propiamente dicho) «derecha», izquierda, arriba o abajo… así que limitémonos a la ciencia…

          Está claro que desgraciadamente la ciencia importa poco (cada vez menos), y que seguimos anclados a la órbita baja, pero… ¿Tú crees que con un cambio de signo político en el parlamento europeo la cosa cambiaría? Pá mí que no.

          Venga, un saludo.

          1. Hola, Fer:

            Hombre, estamos hablando de política científica, así que el comentario creo que viene a cuento. Pero bueno, no se va a arreglar nada discutiendo aquí sobre lo que hacen los políticos.

  3. coincidió con vosotros. una misión Marsdirect. con un chino un francés y a 1 americano. eso si se vendería sólo. en fin soñar con la colaboracion es gratis.
    gracias Daniel por acercarnos un poco más al espacio y suerte con las charlas
    .offtopic ¿no iban a mandar a 100km turistas este año los de spacex?

  4. Bueno, además de lo que supone el anuncio en sí para la ciencia (otra cosa será de cara al gran público, para el que el tema de los rayos X cósmicos o las ondas gravitatorias no es excesivamente atractivo), me quedo con el dato de que la ESA cuenta con el Ariane 5 hasta al menos 2028… A ver si para entonces se han decidido a desarrollar un lanzador pesado de 40-50 tns. Si no, veo a SpaceX y a su Falcon Heavy quedándose con ese segmento del mercado que, por pequeño que sea, está ahí.

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Por Daniel Marín, publicado el 28 noviembre, 2013
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