LUVOIR, el próximo telescopio espacial gigante

Por Daniel Marín, el 22 septiembre, 2017. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • NASA ✎ 68

¿Te imaginas un telescopio espacial con un espejo primario de quince metros? A pesar de que todavía no se ha lanzado, la comunidad científica tiene puesta su vista más allá del telescopio espacial James Webb (JWST). El JWST se suele presentar como el sucesor del telescopio Hubble (HST), pero en realidad esta maravillosa máquina observará principalmente el infrarrojo medio y no podrá ver en el espectro visible. El próximo telescopio espacial que podría ser considerado como el sucesor del Hubble es el WFIRST, que también trabajará en el visible. Sin embargo, el WFIRST —que usará la óptica de un satélite espía cedido a la NASA— tiene un espejo primario con un diámetro similar al Hubble y un campo de visión mucho mayor. O sea, más que el sucesor del Hubble se trata de un instrumento con unas capacidades distintas centrado en el estudio de exoplanetas y la materia y energía oscuras. Por eso la comunidad científica internacional sigue impulsando el desarrollo del auténtico sucesor del Hubble: un gran telescopio espacial creado para observar en las mismas longitudes de onda que este, es decir, ultravioleta, visible e infrarrojo cercano. Señoras y señores, les presentamos a LUVOIR.

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Concepto de telescopio espacial LUVOIR (NASA).

LUVOIR (Large UV/Optical/InfraRed Surveyor) nació hace unos años como una de las muchas propuestas de telescopios espaciales que aparecen de tanto en cuanto, pero poco a poco ha convergido con el proyecto de telescopio espacial gigante ATLAST de la pasada década y el más reciente HDST. Los cohetes actuales limitan el tamaño de los telescopios espaciales a unos pocos metros, de ahí que el JWST utilice un espejo segmentado plegado de unos seis metros de diámetro. LUVOIR emplearía la tecnología del JWST, pero la llevaría un paso más allá. O mejor dicho, varios pasos.

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Diseño actual de LUVOIR para la versión de 15 metros (NASA).
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Vista posterior de la sección de instrumentos (NASA).

Después de muchos tiras y aflojas discutiendo el tamaño óptimo de LUVOIR, los especialistas se han centrado en dos opciones con un espejo primario de 9,2 y 15,1 metros respectivamente (recordemos que el Hubble tiene 2,4 metros). Evidentemente estas cifras quedan muy lejos de los 24 metros que se llegaron a proponer para las primeras versiones de ATLAST, pero está en el rango de los últimos estudios de este proyecto, en los que se llegaba al consenso de que 8 y 14 metros eran las cifras mínimas aceptables. Si alguien se pregunta a qué se debe la disparidad de tamaños, la respuesta es que la opción de 9,2 metros es mucho más barata que la de 15,1 metros, por lo que se presenta como un ‘plan B’ en caso de que no sea posible sacar adelante la opción de mayor tamaño (y coste). Y es que la versión de 15 metros tendría nada más y nada menos que un espejo formado por 120 segmentos de 1,15 metros de diámetro (!!), con una superficie total de 135 metros cuadrados.

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Configuración de lanzamiento de LUVOIR (NASA).

Otra ventaja de la versión de 9,2 metros es que sería lanzada por cualquier cohete que tuviese una cofia de 5 metros de diámetro, como es el caso del Atlas V. Por contra, el LUVOIR de 15 metros requeriría una cofia de 10 metros, una cifra que por ahora está solo al alcance del enorme SLS Block 2 de la NASA. LUVOIR estaría situado, como otros tantos telescopios espaciales, en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta, y deberá tener la capacidad para ser reparado en órbita —una capacidad de la que carece el JWST—, un requisito que ampliará su vida útil a costa de aumentar su precio considerablemente (como se suele decir, con lo que costó diseñar el Hubble para que fuera posible repararlo en órbita baja se podrían haber construido varios observatorios espaciales).

LUVOIR observará, además del visible, el ultravioleta y el infrarrojo cercano (su rango irá de 105 nanómetros a 2,5 micras). Las longitudes de onda ultravioleta quedan fuera del alcance de la nueva generación de telescopios gigantes situados en Tierra, pero la comunidad científica considera que son fundamentales a la hora de entender multitud de procesos energéticos en el Universo. La carga instrumental estaría formada por una cámara de alta definición, un espectrómetro visible e infrarrojo, el espectrómetro ultravioleta LUMOS (UV Multi-object Spectrograph) y el espectropolarímetro ultravioleta de alta resolución Pollux (este último una contribución del CNES francés, aunque por ahora solo para la versión de 15 metros). Además, y para aumentar el retorno científico con respecto a los grandes telescopios terrestres, LUVOIR llevará un coronógrafo para el análisis detallado de planetas extrasolares.

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Despliegue de LUVOIR (NASA).

Las capacidades de LUVOIR de 15 metros quitan el hipo a cualquiera. Estamos hablando de un instrumento que revolucionará todos los campos de la astrofísica. Por ejemplo, será capaz de descubrir y estudiar las atmósferas de cerca de cien exotierras (!) en busca de biomarcadores que delaten la presencia de vida. Podrá distinguir regiones de formación estelar de un pársec en galaxias situadas a 25 millones de pársecs de distancia. Servirá para trazar un mapa detallado de la concentración de materia oscura en el universo cercano (gracias al uso de la técnica de microlente gravitatoria) y, con suerte, identificará las fuentes de ondas gravitacionales que detecten los observatorios terrestres como LIGO y VIRGO. Y si te impresionan las bellas imágenes de Júpiter proporcionadas por la sonda Juno, LUVOIR podrá obtener fotografías con mayor resolución desde la órbita terrestre. Efectivamente, mientras Juno alcanza una resolución de 30 kilómetros por píxel, LUVOIR podrá ver detalles de las nubes de Júpiter con una resolución de 24 kilómetros por píxel. Y no solo eso. LUVOIR estudiará los géiseres de Encélado o de Europa (si se confirman), así como las erupciones de Ío.

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Hasta dónde se podrán ver estrellas individuales con LUVOIR (NASA). 
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Descubrir un punto azul pálido alrededor de otra estrella: una de las misiones de LUVOIR (NASA).

Aunque no será fácil. Los desafíos técnicos son enormes. Los segmentos del espejo deberán alcanzar una estabilidad en su posición del orden de 10 picometros, un orden de magnitud por encima de lo que permite la tecnología actual. LUVOIR es un proyecto apasionante, pero toca armarse de paciencia. Por ahora sigue siendo una simple propuesta. A finales de este año el centro Goddard de la NASA terminará su informe final recomendando las características e instrumentos que debe tener el telescopio. De seguir adelante, estamos hablando de un proyecto que no será aprobado formalmente hasta dentro de varios años y, en cualquier caso, no alcanzaría el espacio antes de 2030. ¿Pero a quién no le gustaría ver semejante maravilla escudriñando el Universo?

LUVOIR será GRANDE (NASA).
LUVOIR será GRANDE (NASA).

Referencias:

  • https://asd.gsfc.nasa.gov/luvoir/
  • https://luvoir.sciencesconf.org/


68 Comentarios

  1. Una pregunta, con un telescopio como este, se podrían alcanzar a ver detalles de planetas enanos como Pluton, Eris o Makemake? Según mis cálculos el Hubble tiene una capacidad de resolución de mas o menos 5,520 aumentos (2.3 por diametro del espejo en milimetros), mientras que el telescopio LUVOIR si tuviera 15 metros de diametro tendría una capacidad de resolución de para 34 mil aumentos!!, Aunque creo que sigue siendo insuficiente para mostrar plutón como quisiéramos. Estoy equivocado??

    1. El problema es que los veríamos en fase llena y cómo con la Luna así esa no es la mejor fase para distinguir detalles superficiales, al perderse las sombras.

      Pasénlo bien, que dicen que mañana viene Nibiru -otra vez-.

  2. WTF por lo que cuenta este telescopio espacial podríamos tener varias sondas a los gigantes de hielo o retorno de muestras de Marte no dudó que los chinos puedan hacer lo mismo pero más barato

    1. lo que si es un hecho es la existencia actual de satélites de servicio avanzados para reparar y suministra hardware y combustible a otros satélites en órbita terrestre y que un par de empresas mantienen en secreto que ofrecen ese servicio. ese tipo de satélites están en desarrollo constante. Asi que que seria utilizar uno de esos pero mandarlo a ese punto de Lagrange y reparar telescopios, cambiar hardware, cambiar paneles, actualizar software, corregir órbita, etc.

      1. ¿Algún enlace con más información? Lo siento, pero tiendo a desconfiar por defecto cuando alguien alega que conoce algo que las grandes empresas mantienen en secreto por ningún motivo aparente…

  3. Un magnífico debate sobre el asunto, que ofrece soluciones posiblemente alternativas, y posiblemente realizables.-Pero independientemente de lo que se decida al final, estimo se puede ganar mucho, en resolución y distancia de observación, si se desarrolla sobre la base de la Interferometría con Base Planetaria, (IBP), que consiste en ir situando pequeños o más grandes telescopios, en la mayor cantidad posible de Astros rocosos del sistema planetario, empezando por la Luna, siguiendo por Marte, y acabando por cualquiera de los satélites rocosos o helados de los Planetas gigantes-.-La coordinación de todos, supone alcanzar una base interferómetrica tan grande, como el sistema solar, hasta Plutón.- El programa, puede desarrollarse por fases, y ser financiado por los principales países con agencias espaciales, más, los que no las tienen, pero pueden estar interesados en aprovechar tan enorme sistema de observación del Universo .-
    Un cordial saludo

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Por Daniel Marín, publicado el 22 septiembre, 2017
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