Los próximos telescopios espaciales chinos para el estudio de exoplanetas

Por Daniel Marín, el 9 septiembre, 2020. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • China ✎ 63

El programa espacial científico chino ha avanzado de forma vertiginosa en los últimos años, a pesar de que muchas misiones propuestas en la última década se han pospuesto —o evolucionado—, o bien han sido directamente canceladas. Entre las misiones que siguen adelante podemos destacar aquellas destinadas a estudiar exoplanetas. La primera de ellas es CHES (Close-by Habitable Exoplanet Survey), un telescopio espacial que estará situado en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol (ESML2). CHES es una misión interesante porque detectará exoplanetas mediante astrometría. Hasta ahora, la inmensa mayoría de exoplanetas se han descubierto usando el método del tránsito —empleado por las misiones Kepler y TESS de la NASA, por ejemplo—, un método seguido en popularidad por el de la velocidad radial. Sin embargo, por ahora no se ha lanzado una misión exclusivamente destinada a descubrir exoplanetas por este método (la misión europea Gaia detectará muchos planetas extrasolares con esta técnica, pero se trata de uno de sus muchos objetivos). La astrometría tiene la ventaja de ser complementaria al método del tránsito y el de la velocidad radial. Mientras estas dos últimas técnicas favorecen el descubrimiento de planetas situados muy cerca de sus estrellas, el método astrométrico favorece la detección de aquellos en órbitas más distantes.

Telescopio espacial chino CHES para descubrir exoplanetas mediante astrometría (B. Liu et al).

CHES es un telescopio espacial con un espejo primario de 1,4 metros de diámetro y una focal de 42 metros que se centrará en la búsqueda de planetas extrasolares alrededor de estrellas cercanas de tipo solar. En concreto, estudiará unas cien estrellas de tipos espectrales F, G y K situadas a menos de 32,6 años luz (o sea, 10 pársecs). Gracias al empleo de astrometría con una precisión de un microsegundo de arco, se estima que CHES descubrirá unos cincuenta exoplanetas de tamaño terrestre o supertierras. También descubrirá exoplanetas con periodos de entre 30 días y 10 años y será capaz de estudiar la atmósfera de algunos de ellos en busca de biomarcadores como agua o metano. Incluirá tres espectrógrafos en el ultravioleta, en el visible y en el infrarrojo, además de una cámara capaz de observar en el infrarrojo. La misión CHES recuerda al malogrado proyecto SIM de la NASA y a su sucesor, SIM Lite, que debían haber sido los primeros observatorios espaciales dedicados a la detección de exoplanetas mediante interferometría. Si todo sale bien, CHES debe despegar en 2028. Su misión primaria durará unos cinco años.

Rango de búsqueda de CHES de exoplanetas dependiendo de su masa y su periodo (CNSA).

El otro proyecto es Miyin (觅音, algo así como «el buscador de voces» en mandarín), una misión más ambiciosa a cargo de CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation) destinada a buscar exoplanetas potencialmente habitables mediante un interferómetro espacial. La interferometría es una potente técnica que permite anular la luz de la estrella para poder ver los planetas que giran a su alrededor de forma directa. Aunque a principios de este siglo hubo dos propuestas muy potentes para sacar adelante misiones de este tipo —Darwin de la ESA y TPF/TPF-I (Terrestrial Planet Finder) de la NASA— las complejidades técnicas asociadas a este método impidieron su desarrollo. Miyin consistirá en cuatro telescopios que se situarán en el punto ESML2. Una vez allí, los satélites se dispondrán en disposición triangular, con una de las naves en el centro. Las tres naves exteriores estarán comunicadas con la nave central usando haces láser. Cada nave tendrá un telescopio que trabajarán en el infrarrojo medio (12 micras), ya que en esta zona del espectro el contraste de brillo entre la estrella y los posibles exoplanetas es mucho mayor que en el visible. De esta forma, Miyin logrará alcanzar 0,01 segundos de arco de resolución, lo que permitirá ver directamente exoplanetas alrededor de estrellas no muy lejanas. El interferómetro Miyin tendrá la misma resolución que un telescopio espacial con un espejo primario de 300 metros. Naturalmente, los exoplanetas rocosos se verán como puntos, pero incluso en este caso se puede extraer muchísima información sobre sus características e incluso sobre su atmósfera (en caso de existir). De hecho, uno de los objetivos de Miyin es detectar agua en planetas rocosos potencialmente habitables. Miyin se encuentra por ahora en una fase conceptual, por lo que puede no ser aprobado finalmente. En caso de que así sea, despegaría alrededor de 2030.

Características técnicas del interferómetro espacial infrarrojo Miyin (https://twitter.com/EL2squirrel).

A estos proyectos hay que sumar el que será el primer telescopio espacial chino, Xuntian (巡天), también conocido por sus siglas en inglés de CSST (Chinese Space Station Telescope). Xuntian es un telescopio de unas veinte toneladas que debe despegar en 2021 o 2022. Dispondrá de un espejo principal de 2,4 metros de diámetro como el del telescopio Hubble o el futuro Nancy Grace Roman (WFIRST), aunque al estar destinado a estudios de campo muy amplio, se parecerá más a este último que al Hubble. Xuntian se acoplará regularmente con la futura estación china permanente para que la tripulación sustituya sus instrumentos o repare los sistemas que sean necesarios. Xuntian es un telescopio de objetivo general que observará todo tipo de objetos astronómicos, aunque también estudiará exoplanetas. Además de estos proyectos, también existen otras propuestas que incluyen un telescopio para descubrir exoplanetas por el método del tránsito, aunque por el momento no se han materializado. Como vemos, la astronomía espacial china ha venido para quedarse.

El futuro telescopio espacial Xuntian (CNSA).

Referencias:

  • https://arxiv.org/pdf/2009.02321.pdf


63 Comentarios

  1. Gracias Daniel por el articulo. apenas vi la notificación en tuiter vine corriendo a leer. Es increíble como esta china con los proyectos, realmente, da esperanza ver que esto es muy probable que no quede en solo «ejercicios de powerpointismo»

  2. Increíble el programa científico Chino…cada día más completo, es de esperar grandes descubrimientos. Me quedo fascinado con el telescopio Miyin…y su enorme resolución.

  3. Parece ser que los chinos se están tomando muy en serio ser los primeros en «ver» o escuchar los hombrecillos verdes. Ellos con sus planes a largo plazo saben la ventaja estratégica inmensa que esto significa mientras otras potencias van lentamente, con un horizonte más bien cortoplacista, ya sea militar o científico.

    1. Pues la verdad no veo por ningún lado la «ventaja estratégica inmensa» que podría tener China si captara una señal ET (que probablemente no tendría contenido alguno relevante) ni por cuánto tiempo sería capaz de mantener eso en secreto.

      1. Posiblemente el prestigio de ser los primeros y adelantarse a Estados Unidos y al resto del mundo también en algo que no cabe duda sería uno de los descubrimientos más impactantes del siglo sino el que más.

          1. A nivel estratégico poca cosa, pero hombre, pasar directamente a la história por ser la civilización que descubre que no estamos solos, a mi si me parece para tanto.

  4. Hermoso artículo!! CHES: busca exoplanetas por astrometría. Miyin: por interferometría. Y el Xuntian: un telescopio adaptado a la futura estación espacial. Son planes ambiciosos que apuestan en tecnologías en donde otros fracasan. Bien por China 👏

    1. Bueno… a ver qué queda de todo esto en unos años, eh? No sé CHES pero yo no veo a China (ni a nadie) sacando en solitario un interferómetro espacial como Miyin.
      Para mí, algo de ese tipo está por encima incluso de una Flagship, así que sin colaboración internacional me parece realmente difícil. Además, hasta donde yo sé (que tampoco es mucho) China no tiene ningún observatorio terrestre de interferometría…. vamos, que ni siquiera existe todavía la comunidad de astrónomos interferométricos que pueda explotar ese telescopio espacial.
      Podrían haber dicho 2030 como 2050. Esa misión requiere un gran esfuerzo y no veo a los chinos echando el resto para un observatorio así.
      Para mí, sí, es powerpointismo.

      1. Tampoco tengo noticias de algún experimento chino de vuelo en formación, con gran precisión, lo que se requiere para un observatorio de este tipo.
        No lo veo.

        1. Recuerda que china ya tiene satélites espías que vuelan en formación para detectar barcos de la marina de EEUU no creó que sean unos novatos además que colaborar con el LISA de la ESA

          1. ¿conoces el nombre del programa de satélites espía? El problema es que si es por radar, los requerimientos de precisión en el vuelo en formación entiendo que serán bastante inferiores a lo que se necesita para hacer interferometría en el infrarrojo (aunque sea en la franja de 12 micras, sigue siendo una precisión tremenda)
            LISA todavía no ha volado y la misión de prueba no incluía vuelo en formación, si mal no recuerdo (era un único satélite).
            Creo que China está tan lejos de esta tecnología como occidente o incluso más lejos. Al menos en Europa hicimos la PRISMA y espero ver volar algún día la Proba-3
            https://es.wikipedia.org/wiki/Proba_3

  5. Es increíble el avance de China. Lanzó su primer satélite recién en 1970 y el primer taikonauta chino no voló en un vehículo propio hasta 2003. Ya en 2016 terminó de construir el mayor radiotelescopio del mundo con una antena de 500 metros de diámetro. En 2017 consiguieron establecer por primera vez una conexión de video cifrada mediante criptografía cuántica a través del satélite Micius. En 2018 lanzó al espacio más cohetes que cualquier otra nación. En Enero de 2019 la sonda Chang’e-4 se posó en la cara oculta de la Luna y desde esta fecha se hacen habituales sus logros cada vez con más frecuencia como el lanzamiento de la sonda china Tianwen 1 a Marte o como vimos en la última entrada hace unos días, la primera misión de la misteriosa nave reutilizable china.

    Como decía un geólogo norteamericano (Clive Nea) a pesar de la enorme diferencia en los presupuestos espaciales de ambas naciones esto «debe ser porque China piensa en décadas y Estados Unidos lo hace en mandatos presidenciales».
    Bienvenido que una ‘nueva’ nación mueva el avispero. A río revuelto… ganancia de pescadores.

    1. Eso ultimo es cierto, ahora que hay elecciones en los EEUU, de llegar democratas al poder cambian las prioridades de presupuesto al espacio, si es que no le recortan el presupuesto. China en cambio piensa a largo plazo con un progeama sostenido de avances. Ahora son noticia, y no din powerpoints como los rusos.

  6. ¡Señoras y Señores! (mmm… muchas señoras no hay en este Blog)…
    Hoy se celebra un gran Cumpleaños. Hoy es un día muy especial, un gran evento para todos nosotros…
    Hace 16 años nacía este pequeño gurrumín que ha venido a llamarse http://www.danielmarin.naukas.com
    que aunque todavía no es mayor de edad ya ha superado con creces lo que muchos adultos quisieran lograr en buena parte de su vida. Gran Blog de ciencia, pero para mi, más grande Blog todavía porque más allá de algún palito por acá y por allá hay muy buena gente, un gran espíritu y un gran clima que bordea el límite de la amistad. Lo humano, para mi, es lo que al fin y al cabo es lo que queda al final de la vida y… gracias Daniel Marín por aventurarte y atreverte a adentrarte en lo desconocido hace 16 años y a hacer un gran Blog de Ciencia pero sobre todo un espacio con una gran calidad humana. Por supuesto, leía tu primer párrafo hace 16 años, ¡cómo has cambiado! desde esas dudas e incertidumbres. Te deseo de corazón lo mejor y que no se te agoten las ganas de seguir compartiendo conocimientos, sueños y esperanzas a través de este Blog.
    Gracias también a todos los espaciotrastornados
    por darle vida a este Blog que entre todos hacemos, compartiendo experiencias, ideas y conocimientos, pero sobre todo, este Amor por el Espacio con gran corazón y calidez humana.

    1. Buenos días.
      Me uno a las felicitaciones de Cosmos Rafael. ¡¡Felicidades, Daniel, por este blog magnífico sobre divulgación científica, sobre el espacio. Gracias por tu trabajo continuo y por la aportación de todos los que participan. Saludos.

  7. Como una manera muy sencilla de celebrar el Cumpleaños, dejo un nuevo anagrama, que a manera de «sana humorada» se lo dedico a Daniel, que es el homenajeado central y «especialmente a sus entradas».

    http://www.nadielasmiranunca.com

    (Es un anagrama de un Sitio científico conocido. A ver, ¿quién de los jóvenes de coeficiente intelectual nivel Genio del Blog lo resuelve primero?).

    ¡¡¡Feliz Cumpleaños para todos!!!

  8. Miyin es una joya, ojalá la aprueben…

    Muchísimas gracias por la entrada, Daniel, y feliz cumpleaños del blog. 16 años de regalos para todos nosotros, se dice pronto.

  9. Descubrir exoplanetas mediante astrometría?? Cómo funciona este método exactamente? Registra los «bamboleos» de una estrella y calcula periodo y masa del planeta?? Es este el único método que permite descubrir planetas cuya órbita es perpendicular a la línea que nos une a su estrella?

    Gracias por las respuestas, GRACIAS Daniel, y feliz cumpleaños al blog.

    1. Sí a todo. Bueno, la imagen directa también nos permite detectar planetas que los vemos como una diana… claro que entiendo que te refieres sólo a métodos indirectos.

  10. Me gustan tanto el CHES como MIYIN, pero si tuviera que elegir, me quedaría con el último. Espero que lo aprueben.

    Lo de usar la estación espacial china como taller de reparación de su telescopio espacial me parece una decisión de lo más acertada.

    1. Si algo no ha enseñado la experiencia, es que diseñar telescopios para ser reparados sale mucho mas caro que simplemente fabricar 2 o 3 telescopios y lanzarlos al espacio.

    2. «Lo de usar la estación espacial china como taller de reparación de su telescopio espacial me parece una decisión de lo más acertada»

      Absolutamente, es una idea genial. Que si funciona permite aumentar el tamaño del telescopio o mantener mas de un telescopio para hacer pruebas de interferometría como prototipo para Miyin.

  11. La verdad, cómo cambia el tiempo las cosas. Todavía recuerdo cuando Darwin, SIM o los TPF iban a ser la releche y el Kepler iba a ser una misión puramente estadística que nos iluminara sobre las frecuencias de los planetas según tipo y parámetros orbitales… Al final el método del tránsito ha sido el que más nos ha permitido avanzar en el conocimiento de los exoplanetas.

    Por otro lado, seguimos a la espera del catálogo definitivo de la misión principal de Gaia. Ahí esperamos que aparezcan un buen montón de exoplanetas gigantes y fríos. Y más si Gaia sigue acumulando tiempo de observación (por encima de los 5+1 años inicialmente previstos). De momento va camino de los 7 años de observaciones. Eso nos empieza a abrir el camino a la detección de los gemelos jovianos, y más si combinamos los datos de astrometría con los de velocidades radiales.

  12. Por cierto, he buscado «astrometría» en la wikipedia y por lo poquito que yo sé, me parece el mismo método que el de la velocidad radial ¿Alguien más entendido me podría explicar la diferencia?

    1. En astrometría realmente mides el cambio de posición de la estrella, por efecto gravitatorio del o los planetas.
      En velocidades radiales, no. Sólo puedes ver el efecto doppler (corrimiento al rojo y al azul) pero no ves «desplazarse» a la estrella.
      Por este motivo, la astrometría es muy dependiente de la distancia de la estrella, porque cuanto más lejana, menos es el bamboleo aparente que puedes medir. Por eso se propone estudiar con CHES estrellas cercanas. En cambio, con velocidades radiales, la distancia te influye en la menor cantidad de luz, o sea, peor relación señal ruido del espectro que has tomado, pero la distancia en sí no afecta a la medición.

    2. ¡LIADA al rescate!
      ¿La Liga de la Justicia?, ¡no!
      ¡La Liga Iberoamericana de Astronomía!

      No te compliques Pochi. Juan Blanco y los que quieran orientarse mejor, este Sitio explica de manera sencilla con muy buenos gráficos las diferencias de los distintos tipos de detección de exoplanetas:

      ~ Atrometría
      ~ Velocidad Radial
      ~ Tránsito
      ~ Microlentes Gravitacionales
      ~ Variación en al tiempo del Tránsito
      ~ Binaria eclipsante
      ~ Detección directa

      https://exoplanetasliada.wordpress.com/metodos-de-deteccion/

      1. Muchas Felicitaciones a Daniel. Para ser sólo un espaciotrastornado aficionado, todos los días aprendo mucho leyendo sus artículos, y los comentarios también. Gracias Cosmos Rafael por el enlace.

  13. Me llama mucho la atención la propuesta CHES, igual que una anterior de la NASA Microarcsecond Astrometry Probe (MAP), que consiguen una precisión astrométrica mejor que su poder de resolución… me parece tan poco intuitivo. Eso de usar metrología laser para calibrar los píxeles de los detectores o yo qué sé… me supera. jaja. ni siquiera voy a intentar comprenderlo….
    a ver si alguien puede explicarnos más el fundamento…

  14. Feliz 16 años, linda edad.
    El trabajo de Daniel es difícil de valorar así como su gran continuidad. Animo y que siga por muchos años y cree una continuidad. Gracias por compartir
    China es muy especial, no olvidemos que fue un gran país durante algo mas de 2000 años.
    El proyecto Miyin presenta unas perspectivas técnico-científicas impresionantes.
    Totalmente de acuerdo con el principio de que Xuntian se pueda poder reparar/poner al día no solo con visitas, sino con unión a una estación espacial.
    Saludos a todos los participantes de un primerizo

    1. No ves la botella medio llena… no ha caído accidentalmente en el campo, sino de forma guiada. Así que me parece un avance. (de no ser por el retorno guiado lo mismo podría haber caído en el centro de la escuela esa y todo…)
      Vamos, estoy dando por hecho que las rejillas del cohete y demás han funcionado… la verdad, con el bamboleo que presenta no creas que lo tengo del todo claro, jejeje

  15. Fantástico como avanza el programa espacial chino ojalá que anbas propuesta lleven a materializarse porque en occidente no veo mucha voluntad política para invertir en projetos espaciales ambiciosos exepto en JWST el cual es un auténtico agujero negro de presupuesto para la NASA 😒

    1. Si por «occidente» entendemos NASA y ESA (más que nada porque los proyectos de JAXA no los controlo bien…) tenemos
      – James Webb
      – Roman
      – Euclid
      – Plato
      – Athena
      – Ariel

      Seguro que me dejo observatorios por el camino. No me parece para nada que pequemos de falta de ambición.

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Por Daniel Marín, publicado el 9 septiembre, 2020
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