Telescopio espacial HDST, el super Hubble

Por Daniel Marín, el 6 octubre, 2015. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • NASA • Sistema Solar ✎ 58

El telescopio espacial Hubble (HST) es una de las herramientas astronómicas más importantes de todos los tiempos, pero tiene los días contados. Más tarde o temprano dejará de funcionar y la comunidad científica se quedará sin un telescopio espacial capaz de observar en el rango visible del espectro. El futuro telescopio espacial James Webb (JWST), más grande y capaz de ver en el infrarrojo medio, no es el sucesor del Hubble -es demasiado diferente-, mientras que, por otro lado, la nueva generación de telescopios gigantes terrestres estarán limitados por la atmósfera de nuestro planeta a la hora de estudiar el cielo y no podrán acceder ni al ultravioleta ni al infrarrojo. ¿La solución a este dilema? El supertelescopio espacial HDST (High-Definition Space Telescope).

Posible aspecto del HDST (NASA).
Posible aspecto del HDST (NASA).

HDST es una propuesta de la comunidad astronómica norteamericana AURA (Association of Universities for Research in Astronomy) creada con el objetivo de crear un verdadero sucesor del Hubble a partir de 2030. Sí, parece mucho tiempo, pero para que esté listo por esas fechas el proyecto debería comenzar a ser desarrollado en serio a partir de 2025 como mínimo. Será un enorme telescopio espacial de doce metros de diámetro -aunque diez metros sería el mínimo aceptable- formado por un espejo desplegable de 37 segmentos parecido en diseño al del JWST, pero más grande (el espejo primario del James Webb es de 6,5 metros, mientras que el del Hubble es de 2,4 metros). De hecho, HDST empleará muchas de las tecnologías creadas originalmente para el JWST con el objetivo de reducir su coste.

Tamaño de los espejos primarios del HST, JWST y HDST (AURA).
Tamaño de los espejos primarios del HST, JWST y HDST (AURA).
Diseño del espejo segmentado del HDST (AURA).
Diseño del espejo segmentado del HDST (AURA).
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Sensibilidad del HDST en distintas longitudes de onda comparado con otros telescopios espaciales y terrestres (AURA).
Diferencias en resolución del HST, JWST y HDST (AURA).
Diferencias en resolución del HST, JWST y HDST (AURA).

Este telescopio estudiaría todo el Universo, pero estaría centrado en los exoplanetas y, más concretamente, los exoplanetas habitables. Y es que, efectivamente, HDST tendrá como objetivo principal analizar las atmósferas de planetas extrasolares habitables en búsqueda de biomarcadores (oxígeno, ozono, vapor de agua, etc.) que delaten la presencia de formas de vida. Sin duda es difícil imaginar un objetivo más emocionante. Para ello HDST debería estar equipado con un coronógrafo, o sea, un artilugio situado en el interior de la óptica que pueda ocultar la luz de una estrella para facilitar la observación de los exoplanetas que puedan existir a su alrededor, aunque en esta etapa tan temprana de su diseño no se descarta que pueda usar un ocultador externo tipo starshade como el propuesto para la misión Exo-C. Como muestra de las increíbles capacidades que tendría el HDST, atención a las siguientes simulaciones, que simplemente nos dejan con la boca abierta:

Simulación de cómo vería el HDST el sistema solar a 44 años luz de distancia tras 40 horas de exposición en 3 filtros (400, 500 y 600 nm) con un coronógrafo (L. Pueyo, M. N’Diaye).
Simulación de cómo vería el HDST el sistema solar a 44 años luz de distancia tras 40 horas de exposición en 3 filtros (400, 500 y 600 nm) con un coronógrafo (L. Pueyo, M. N’Diaye).
Así vería el HDST nuestro sistema solar en infrarrojo cercano a 44 años luz tras dos días de exposición (AURA).
Así vería el HDST nuestro sistema solar en infrarrojo cercano a 44 años luz tras dos días de exposición (AURA).
Así se vería el sistema solar alrededor de una estrella de tipo solar mediante un starshade ( M. Kuchner.).
Así se vería el sistema solar alrededor de una estrella de tipo solar usando un starshade externo ( M. Kuchner.).
Espectros simulados de varios tipos de atmósferas planetarias alrededor de estrellas de tipo solar. La línea roja marca el espectro de la Tierra durante el eón Arcaico (AURA).
Espectros simulados de varios tipos de atmósferas planetarias alrededor de estrellas de tipo solar. La línea roja marca el espectro de la Tierra durante el eón Arcaico (AURA).

Y no solo veríamos biomarcadores. Examinando la variación temporal del brillo de cada exoplaneta HDST podría estimar la proporción entre mares y continentes de un mundo como la Tierra. O sea, estamos hablando de levantar mapas rudimentarios de exotierras habitables situadas a años luz de distancia. Ahí es nada.

Mapa de la distribución de continentes de la Tierra (abajo) según la observación de la sonda EPOXI. HDST sería capaz de realizar mapas semejantes de exotierras cercanas (NASA).
Mapa de la distribución de continentes de la Tierra (abajo) según la observación de la sonda EPOXI. HDST sería capaz de realizar mapas semejantes de exotierras cercanas (NASA).
Límite en el estudio de planetas mediante observación directa para varios instrumentos actuales. HDST podría observar exotierras alrededor de estrellas de tipo G y, más fácilmente, de tipo K (AURA).
Límite en el estudio de planetas mediante observación directa para varios instrumentos actuales. HDST podría observar exotierras alrededor de estrellas de tipo G y, más fácilmente, de tipo K (AURA).
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Exoplanetas que podrá estudiar el HDST (AURA).

En otros campos de la astrofísica HDST sería simplemente revolucionario, pudiendo alcanzar una resolución mínima de cien pársec (326 años luz) en cualquier lugar del Universo visible (!). O lo que es lo mismo, una resolución de 1 pársec (3,26 años luz) hasta 33 o 82 millones de años luz de distancia, dependiendo del diámetro final del espejo primario. El rango de longitudes de onda observable iría desde el ultravioleta (90 nanómetros) hasta el infrarrojo (unas 2,5 micras). La alta resolución de HDST también permitiría el estudio directo de planetas y satélites del sistema solar.

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Resolución del HDST en el Universo visible (AURA).
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Comparativa entre cómo vería Europa (la luna de Júpiter) el HDST y el Hubble. A la izquierda en visible y a la derecha en ultravioleta (con los supuestos chorros de agua simulados) (AURA).
Así vería el HDST a Plutón comparado con el Hubble (AURA).
Así vería el HDST a Plutón comparado con el Hubble (AURA).

Al HDST también se le ha apodado como ‘Hubble 3.0’, ya que en teoría el Hubble 2.0 debe ser el telescopio WFIRST/AFTA, un instrumento centrado en el estudio de la energía oscura que usará un espejo de 2,4 metros de diámetro procedente de un satélite espía de la NRO. El WFIRST/AFTA debería despegar la década que viene, pero el agujero negro presupuestario que ha supuesto el James Webb ha puesto su desarrollo en apuros durante estos últimos años y su futuro no está nada claro.

A más de uno es posible que esta propuesta le suene mucho. Y, efectivamente, es normal, porque el HDST no es otra cosa que la última encarnación del famoso supertelescopio espacial ATLAST concebido entre 2008 y 2010 para darle otro uso al desaparecido cohete Ares V del Programa Constelación de la NASA. Ya el año pasado vimos ciertos movimientos que apuntaban a un renovado interés de la comunidad astronómica hacia ATLAST, movimientos que han fructificado en la propuesta actual HDST. El HDST presenta numerosas diferencias con el ATLAST original, siendo la más importante el énfasis puesto en la observación directa de exoplanetas.

De ser aprobado, HDST despegaría en algún momento de los años treinta a bordo de un cohete SLS rumbo al punto L2 de Lagrange del sistema Tierra-Sol. La espera se nos va a hacer muy larga.

Referencias:



58 Comentarios

  1. Si se confirma la existencia de Próxima b y se empiezan a descubrir detalles sobre sus características, tal vez un proyecto como este podría verse acelerado en los próximos años, ¿no?

    Si esas imágenes que salen como ejemplo son las que se obtendrían a más de 40 años luz, ¿qué nivel de detalle podría conseguirse para un planeta situado a solo 4 años luz con este telescopio?…

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