Las finalistas de la próxima misión europea M5

Por Daniel Marín, el 21 mayo, 2018. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • ESA ✎ 57

La agencia espacial europea (ESA) ya ha elegido tres finalistas para la quinta misión de tipo M (de coste medio) de su historia, denominada M5. Las ganadoras son THESEUS, SPICA y EnVision, seleccionadas de entre un total de 25 propuestas. Como suele ser normal en estos casos, solo puede quedar una. Pero mejor no aguantemos la respiración, porque la ESA no hará pública su decisión hasta 2021. Recientemente la agencia espacial eligió la ganadora para la misión M4, que será el telescopio ARIEL para el estudio de atmósferas exoplanetarias, así que es normal que no tenga prisa. Veamos ahora estas misiones finalistas en detalle.

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Telescopio espacial infrarrojo europeo-japonés SPICA (ESA/INTA).

SPICA

SPICA (SPace Infrared telescope for Cosmology and Astrophysics) es un telescopio espacial de 3,5 toneladas que observará el infrarrojo medio lejano. Realizada en colaboración con la agencia espacial japonesa JAXA, dispondrá de un espejo principal de 2,5 metros de diámetro y cubrirá las longitudes de onda de 12 a 230 micras, por lo que estará refrigerado hasta los 8 kelvin. Básicamente se trata de una versión mejorada y supervitaminada del antiguo telescopio espacial Herschel de la ESA. De ser aprobada será lanzada en 2029 mediante un cohete H3 japonés y estará situada en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol.

Cobertura en longitudes de onda de SPICA (ESA).
Cobertura en longitudes de onda de SPICA (ESA).
Cobertura en longitudes de onda de SPICA (ESA).
Sensibilidad de SPICA (ESA).

La misión principal de SPICA debe durar tres años, con posibilidad de llegar a los cinco. La nave consta de un modo de servicio SVM (Service Module), un módulo dedicado a la refrigeración (Cooler Module) y el módulo con la óptica y los instrumentos, el PLM (Pay Load Module). El diseño del sistema de refrigeración está basado en el del telescopio Planck de la ESA que estudió el fondo cósmico de microondas. SPICA lleva más de una década en desarrollo, pero hasta el momento no ha tenido suerte. Originalmente SPICA era un proyecto más ambicioso: el espejo principal era de 3,5 metros y la óptica estaba refirgerada a 4,5 kelvin (el cohete debía ser un H-IIA). El observatorio incluirá dos instrumentos principales —divididos a su vez en subinstrumentos—: el espectrómetro europeo SAFARI para el infrarrojo lejano —en el que colabora España— y el instrumento japonés MIR para el infrarrojo medio. SPICA debe estudiar todo tipo de procesos astronómicos, desde la formación estelar hasta la evolución galáctica, pasando por la materia oscura. El interés de esta misión, con fuerte presencia española, radica en que actualmente se trata de la única propuesta para estudiar el infrarrojo lejano y permitirá cubrir el hueco de longitudes de onda que existirá entre el James Webb y el observatorio ALMA.

Cobertura en longitudes de onda de SPICA (ESA).
Cobertura en longitudes de onda del especttrómetro SAFARI de SPICA (ESA).
Contribución de (ESA).
Contribución de varios países a SPICA (ESA).

THESEUS

THESEUS (Transient High Energy Sky and Early Universe Surveyor) es una propuesta muy original que estudiará el universo primigenio a través de las explosiones de rayos gamma. Para ello dispondrá de varios sensores que cubrirán un enorme rango de energías (de varios megaelectronvoltios a 0,3 kiloelectronvoltios) en rayos X con una gran sensibilidad. Contará también con un telescopio infrarrojo de 0,7 metros de diámetro para seguir la evolución de la contrapartida óptica de la explosión. Además THESEUS podría identificar rápidamente las fuentes de ondas gravitacionales detectadas por los interferómetros terrestres.

THESEUS (ESA).
THESEUS (ESA).

La masa de THESEUS sería de solo 400 kg aproximadamente. Sería lanzado mediante un pequeño cohete Vega-C y estaría situado en una órbita baja ecuatorial de 600 kilómetros de altura. THESEUS explorará el universo antiguo, especialmente el periodo comprendido entre los 400 millones de años después del Big Bang y los mil millones de años, una época de la que sabemos muy poco. Se espera que este observatorio sea capaz de detectar decenas de explosiones de rayos gamma (entre 30 y 80) de ese periodo, explosiones que, debido al corrimiento al rojo por la expansión del universo, se observarán en la región de rayos X principalmente.

Periodo que estudiará THESEUS (ESA).
Periodo que estudiará THESEUS (ESA).

EnVision

Esta misión es de sobras conocida por los lectores de Eureka. Ya se propuso en su momento para las convocatorias de las misiones M3 y M4, evidentemente sin éxito. EnVision es una sonda que debe orbitar Venus para levantar un mapa de su superficie mediante radar con una resolución global superior a los 35 metros, aunque podría alcanzar hasta un metro en unas pocas zonas seleccionadas. Para ello lleva un radar interferométrico de apertura sintética (InSAR) denominado VenSAR. Además del radar la sonda incluye el espectrómetro ultravioleta e infrarrojo VEM y la cámara infrarroja VEM-M. En un principio la sonda tenía una masa de 1.500 kg porque debía ser lanzada mediante un Soyuz, pero ahora se contempla su lanzamiento mediante un Ariane 6.2, por lo que su masa alcanzará los 1.700 kg. El diseño de EnVision está basado en el del satélite Sentinel 1 de la ESA. Después de que las misiones a Venus se hayan quedado fuera de la última preselección de la próxima New Frontiers y la siguiente misión Discovery, ambas de la NASA, EnVision es una de las pocas propuestas para estudiar Venus junto con una sonda rusa y otra china, esta última la única en firme por el momento.

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Sonda europea EnVision para estudiar Venus (ESA).
Diseño actual de EnVision (ESA).
Diseño actual de EnVision (ESA).

Suponiendo que las bondades técnicas y presupuestarias de las tres propuestas sean correctas —la puntuación de cada misión es secreta—, mi apuesta ganadora es SPICA, seguida por EnVision y THESEUS. SPICA le permitirá a la ESA mantener su liderazgo científico y tecnológico relativo a observatorios espaciales y además es una misión realizada en colaboración con Japón, un factor que añade más riesgos pero también introduce varias ventajas. Por su parte EnVision continuaría el legado de Venus Express y le daría a la ESA la oportunidad de reforzar su programa planetario más allá de Marte, Júpiter y Mercurio. THESEUS tiene a su favor su relativa sencillez —comparada con las otras dos misiones— y que podrá estudiar rápidamente las contrapartidas electromagnéticas de las ondas gravitacionales. Por citar argumentos en contra, SPICA es una misión cara y compleja que, a pesar de que sería científicamente muy productiva, tampoco tendría un carácter especialmente novedoso por culpa del James Webb y ALMA. El observatorio cuenta con un espejo de solo 2,5 metros, un tamaño importante, pero para nada impresionante. Por otro lado, EnVision podría resultar redundante, o menos espectacular, por culpa de la misión china para el estudio de Venus —que incluye un radar de apertura sintética—, mientras que THESEUS quizá dependa demasiado para su productividad científica en las ondas gravitacionales, un campo fascinante, pero que todavía se encuentra en pañales.

En el tintero se han quedado muchas otras misiones, algunas realmente interesantes. Entre las misiones planetarias propuestas para la próxima M5 que se han descolgado podemos citar a Castalia —una misión para estudiar los enigmáticos cometas del cinturón principal—, DEPHINE —una sonda para el estudio de Fobos y Deimos—, Hera —una cápsula para analizar la composición de la atmósfera de Saturno— o SELMA, una sonda que debía estudiar las anomalías magnéticas de la Luna. Ahora todo se decidirá entre SPICA, THESEUS y EnVision. Una de ellas despegará alrededor de 2029. ¿Cuál es tu favorita?

Referencias:

  • http://sci.esa.int/cosmic-vision/60257-esa-selects-three-new-mission-concepts-for-study/


57 Comentarios

  1. Muchas gracias por la entrada Daniel.
    Entre tanto telescopio yo me pierdo. Gaia, PLATO, Webb, TESS, Kepler, Hubble, Herschell, WFIRST, THESEUS, SPICA, ALMA, CHEOPS … y cada uno analiza sus longitudes de onda, unos cuantos dedicados a la búsqueda de exoplanetas, materia oscura,etc. Incluso con los gráficos, que se agradecen para clarificar un poco todo, me cuesta encajar el puzzle. Unos buscan a mansalva, como el WFIRST o TESS, otros apuntan a un sitio concreto como el James Webb … en fin supongo que los científicos apuntarán de forma certera al más adecuado en cada momento.

  2. Discusión más arriba relativa a la misión a Venus sobre “cartografiar antes de aterrizar”. ¿Qué resolución tenía la cartografia que hizo la sonda Magallanes hace ya tiempo?

  3. Pues yo voy a votar por THESEUS. Por ser un proyecto más sencillo, y con menor riesgo de exceder el presupuesto asignado. Se puede vender además como parte de la apuesta de la ESA de cara a las ondas gravitacionales.

    Saludos a todos y mis felicitaciones a Daniel por su blog y por el podcast RadioSkylab

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