El Observatorio de Mundos Habitables: el próximo gran telescopio espacial de la NASA

Por Daniel Marín, el 16 enero, 2023. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Exoplanetas • NASA ✎ 227

¿Cuál será el próximo gran telescopio espacial tras el James Webb (JWST)? Próximamente se lanzarán varios telescopios espaciales, como el europeo Euclid, el chino Xuntian o el Nancy Grace Roman de la NASA, pero todos ellos tienen un espejo primario más pequeño que el James Webb. ¿Cuál será el que desbanque al JWST en el título de observatorio espacial más grande? Pues ya sabemos cuál será y, aunque todavía no ha sido aprobado formalmente, se denominará Observatorio de Mundos Habitables, HWO (Habitable Worlds Observatory). Recordemos que, en principio, la NASA debía elegir el próximo gran telescopio entre varias propuestas, siendo las dos más importantes LUVOIR y HabEx.

Propuesta de telescopio espacial LUVOIR-B, con un espejo segmentado de 8 metros. El futuro telescopio espacial HWO debería tener entre 6 y 8 metros (NASA/Goddard Space Center).

LUVOIR (Large UV/Optical/InfraRed [Surveyor]) se concibió como un enorme telescopio espacial con un espejo primario de entre 8 y 15 metros destinado a ser un observatorio generalista como el JWST, esto es, capaz de dedicarse todos los ámbitos de la astronomía sin centrarse en un área concreta. Pero, a diferencia de del JWST, LUVOIR no observaría en el infrarrojo medio, sino, principalmente, en el infrarrojo cercano, en el visible y en el ultravioleta, como el Hubble. Por contra, HabEx (Habitable Exoplanet [Observatory]) debía ser más pequeño, con un espejo de ‘solo’ 4 metros, pero estaría más enfocado al estudio de los exoplanetas y, en concreto, sería capaz de buscar biomarcadores en mundos similares a la Tierra. Para compensar su menor tamaño, HabEx haría uso de una «sombrilla estelar» (starshade) para ocultar las estrellas de los sistemas a estudiar. Como LUVOIR, HabEx podría ver desde el ultravioleta al infrarrojo cercano. Otras propuestas de telescopios espaciales, menos populares que LUVOIR o HabEx, eran Origins, un verdadero sucesor del James Webb y el Herschel europeo, y Lynx, un gran telescopio de rayos X.

HabEx (NASA/HabEx).

Pero la NASA no tiene dinero para financiar dos misiones tan apasionantes como LUVOIR y HabEx al mismo tiempo, por lo que en 2021 representantes de la comunidad científica estadounidense publicaron un informe a través de la Academia Nacional de las Ciencias en el que recomendaban que el próximo gran observatorio espacial fuese una fusión de estos dos grandes proyectos. Este informe no es vinculante, pero la NASA ha tomado nota de la decisión salomónica y en el 17 de diciembre de 2022 el administrado de la NASA Bill Nelson anunció el nombre de este proyecto: HWO (Habitable Worlds Observatory). Como se señalaba en el informe de la Academia Nacional de las Ciencias de EE.UU., HWO será un telescopio espacial que combinará atributos del LUVOIR y de HabEx. Tras la mala experiencia en sobrecostes y retrasos del JWST, la comunidad científica no quiere arriesgarse otra vez y opta por un telescopio que no sea demasiado grande. HWO tendrá un espejo primario de entre 6,5 metros —como el JWST— y 8 metros, como la versión más pequeña de LUVOIR, LUVOIR-B.

Propuestas de telescopios HabEx y LUVOIR (NASA).
HabEx con starshade (NASA).

Este rango de tamaños deja abierta la posibilidad de usar un espejo monobloque en vez de uno segmentado, ahorrando una enorme cantidad de dinero en el proceso, ya que la nueva generación de superlanzadores como el New Glenn, el SLS o, por supuesto, el sistema Starship serán capaces de lanzar cargas con un diámetro igual o superior a 6 metros. HWO parece una versión pequeña de LUVOIR o, si finalmente tiene un espejo es de 8 metros, muy parecida a LUVOIR-B, algo que no es casual y delata su faceta de observatorio generalista, pero debe incluir instrumentos optimizados para el estudio de exoplanetas y la búsqueda de biomarcadores. Además, no se descarta que se pueda potenciar su faceta exoplanetaria mediante el lanzamiento de una starshade. Al operar en el ultravioleta y en el visible, el control de óptica activa necesario para mantener la forma correcta del espejo será mucho más exigente que en el caso del JWST. Del mismo modo, el coronógrafo que sin duda llevará tendrá que ser más avanzado para poder soportar las observaciones de estrellas muchísimo más brillantes que las habituales para estos instrumentos, como el que transportará el futuro Nancy Grace Roman.

Así vería LUVOIR-A, un telescopio de 15 m, el sistema solar a una distancia de 41 años luz (LUVOIR/NASA).
Detección de biomarcadores en exoplanetas con el Hubble, el James Webb y el futuro LUVOIR (NASA).

Con el fin de reducir el riesgo de impacto de micrometeoros y la entrada de luz dispersa de otras fuentes, es posible que en su diseño final HWO incorpore un tubo óptico como el Hubble u otros telescopios espaciales más tradicionales, a diferencia del diseño abierto del JWST o LUVOIR. Al igual que el JWST, HWO estará situado en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, pero a diferencia de su hermano infrarrojo, será diseñado desde un principio para ser reparado y actualizado mediante misiones robóticas. HWO no deberá exceder los 11 mil millones de dólares —bueno, es un bonito propósito, pero poco creíble 😉 — y será capaz de detectar biomarcadores en al menos 25 exotierras cercanas (es decir, planetas extrasolares del tamaño de la Tierra situados en la zona habitable de sus estrellas). Sin duda, un proyecto impresionante. ¿La pega? Que no despegará antes de 2040, así que a armarse de paciencia.

¡Dios mío, está lleno de exoplanetas! (M. Vargic).


227 Comentarios

  1. Este telescopio creará una base de datos de exoplanetas, sus espectros y componentes atmosféricos más abundantes.
    Esta bien, pero nada determinante para si hay vida de algún tipo.
    Está tan lejos afirmar que tienen vida como que podamos llegar a ellos.
    Salvo que tengan tecnología como la nuestra.
    Un sistema equivalente a nuestro DSN permitiría comunicarnos con ellos si ellos tienen otro.

  2. Noel, las prestaciones del acero inoxidable son terribles para la radiación del espacio, así que dudo que sea buena, idea, una Starship para un telescopio permanente…

    1. Creo que con esa capacidad de masa, pueden ponerle un buen blindaje antirradiación secundaria, sea por dentro del casco, sea alrededor de los instrumentos, como por ejemplo, berilio (aunque es tóxico), grafito, PVC o aerogel de carbono (el otro día leí algo al respecto de las investigaciones que estaban haciendo con eso como protector de radiación, creo recordar).

      Si han estado contemplando la posibilidad (Saul Perlmutter y quizá alguno más) por algo será, digo yo…

      No obstante, el acero es buen protector contra impactos, así que si se consigue lidiar con la radiación secundaria (ya lo hacían en el Shuttle con, entre otras cosas, PVC, aunque su casco era de titanio, que no sé qué comportamiento tiene con la secundaria), creo que el compromiso de la resistencia ofrecida puede compensar bastante.

      1. Esta compañía la he puesto varias veces, tiene algunos de los mejores investigadores que han trabajado para la NASA en temas de escudos anti radiación cósmica…(de la que soy inversor minoritario…)

        https://cosmicshielding.com/

        Si hubiera que rellenar la Stasrship de ello, seguro que sería más segura, ahora lo barato lo dudo…

        Yo estoy con Pochi, faltán décadas para algo así sea económico en el espacio (un mega telescopio), y también contigo en el sentido del GAP entre lo que existe y lo que viene, y que llevará también su tiempo de repensar lo posible-proyectable…

        s2 Navegante de Orión, que me lo estoy pasando pipa con tu obra…

      2. Interesante enlace, Erick, gracias. Pero no hay que irse tan lejos: rebozas la nave en hongos morenos de Chernobyll y listos, jajajajaja.

        ————

        Me alegro que te esté gustando. A ver si me pongo a ello de una puta vez y la sigo, que vaya tela…

  3. Por cierto si queréis una historia curiosa sobre los telescopios de la NASA, es la de Ball, una compañía en su momento de envases de cristal, y ahora metalicos, vamos latas de cerveza y esas cosas…es la que ha construido las mayores secciones de ópticas y demás partes de TODOS los grandes telescopios de USA…

    https://www.ball.com/

    Así que ya sabes Vidrala, es hora de apostar por el espacio con la creación de la Agencia Espacial Española…

    1. @Erick
      Y de hecho me tropiezo con que Ball Aerospace YA hizo un prototipo del Starshade en 2014, lo llamativo que veo es las posibilidades que ofrece este tipo de tecnologias para otras aplicaciones, hace unas decadas se teorizaba sobre el uso de reflectores solares como alternativas para ofrecer iluminacion mas alla del atardecer de manera cotidiana, imagina usar algo parecido pero en orbita de la luna, con un reflector gigante o un grupo de otros mas pequeños, iluminando un area en especial (rayo amplio si es por iluminacion simple, rayo concentrado si es por proporcionar luz de rebote a una planta de energia solar) asi se evitaria choques geopoliticos por pedacitos de terreno con luz perpetua como en el polo sur lunar.

  4. Para tener fé, hace falta buscar la Luz de la Verdad…que brilla cual estrella en la oscuridad…

    Sino uno se puede llevar decepciones, duras, por caer en falsos profetas…

    //youtu.be/snILjFUkk_A

    Como se puede hablar de querer conquistar el planeta Marte, si luego se juega gran parte de su fortuna, para tener los datos de los usarios, del pajaro azulado…

    ://www.ft.com/content/25f67d89-2940-43b9-9a42-bfc34d262631

    Como se puede confiar en el historial de alguién, que ha malversado para salvar a sus primos y hermano en Solar City, y ahora anda en juicio tremendo por mentir de tener seguro el dinero para sacar de bolsa su perfido robo…

    Y luego mentir a miles, millones de usuarios sobre las capacidades de seguridad de sus vehículos…

    https://www.reuters.com/technology/tesla-video-promoting-self-driving-was-staged-engineer-testifies-2023-01-17/

    Una persona así sería repudiada por personas con setido común, pero este no abunda…o pasa que el velo de la verdad es difícil de impartir…

    //m.media-amazon.com/images/I/81S9sUKsZFL._SY500_.jpg

    Twain, sabía muchas cosas sobre los Humanos…la cuestión es quien pondrá el cascabel al gato…

    Ojito antes de lanzarme piedras virtuales, pongase en mis zapatos…

    //youtu.be/GrC_yuzO-Ss

    Y recuerde yo solo sigo la policía de la VERDAD…

    ://youtu.be/M2VBmHOYpV8

    1. En esta vida para innovar hay que aceptar que te vas a equivocar muchas veces, corregirás y seguirás trabajando. Obviamente Elon se ha equivocado muchas veces, si solo buscas los fallos y equivocaciones pues vas a tener una imagen puramente negativa.

      Hoy en día el mundo de la automoción se está moviendo hacia un modelo que no emita en ciudades y que va siendo más sostenible.

      Hay cohetes que lanzan más barato y se reutilizan con eficiencia.

      Packs de baterías que permiten almacenar mejor que antes. Miles de casas con más energía solar que antes.

      Naves espaciales que han devuelto la capacidad de llevar astronautas y turistas americanos al espacio.

      Estamos a las puertas de tener un lanzador y nave espacial para por fin explorar desde venus hasta Marte y poder montar colonias lunares.

      Hay cosas que se han hecho mejor y otras que peor, como nos pasa a todos en esta vida. Pero el balance es bastante positivo. El futuro que nos depara tiene mejor movilidad, energía más eficiente y mejores sistemas espaciales con buena influencia de Musk. No te fijes sólo en las piedras.
      Musk es un personals con luces y sombras pero su impacto es bastante positivo.

      El último hit es un camión del que se podrán discutir muchas cosas y no será perfecto, pero ahora mismo un montón de marcas se están planteando como competir con camiones que en muchos escenarios son más competitivos que los sucios diésel. Austrála ha anunciado un ferry grande eléctrico, el Norte de Europa se está electrificando. Hasta los americanos van a cambiar las Dodge RAM, Hummers y demás pickups por vehículos eléctricos.

      No hace falta que nos salven de nadie, como mucho nos llevaremos alguna decepción o alguien perderá algún ahorro en acciones de Tesla, simplemente nos sigue ilusionando la astronáutica y la Starship es el proyecto más interesante para un futuro donde explorar el espacio se parezca a la ciencia ficción. Y no es una quimera, es ingeniería eficiente y bien hecha. Los palos en las ruedas están en la incapacidad de imaginar nuevos escenarios posibles. Y Musk es bueno en esto, ser capaz de dar pasos tecnológicos con tecnologías que están al abasto.
      Obviamente sin Mueller, Gwyne, Hans y tantos otros SpaceX no seria lo que es, pero la fuerza, motivación y ímpetu para que el Falcon9 esté donde está y en Ucrania sigan luchando con Starlink, pues es en gran parte el empuje del loco Musk.
      Si sueño con la Starship es porque he visto el F9 sobrevivir, ser reutilizado y luego comerse el mercado. Lanzar el FH con el 70% de la capacidad del SLS a una fracción del coste. La Dragon y la Dragon 2 llegar a la ISS y ponerse a llevar a turistas sin parar. A Tesla sacar primero el Roadster, luego el Model S y finalmente petarlo con el Model 3. Mientras se discute sobre los pickups eléctricos, entrar con un camión gigante.
      A todo esto con todo tipo de proyectos paralelos con más o menos éxito. Pero el legado es tangible y aunque obviamente es imperfecto creo que es mejor que el mundo sin el personaje.

      Un mundo sin Musk no sólo sería más aburrido, sino que estaría una dècada o dos atrasado en astronáutica y movilidad terrestre con menos ingenieros motivados queriendo cambiar el mundo.

      1. Jimmy buen comentario…pero me pareces que estas sobreestimando las aportaciones, y obviando que muchas de ellas fueron tras un robo de algo que no creo él…

        Podría poner ejemplos después de JB este fuera como de mal, van los proyectos del Enmascarado, como la Semi o la Cybertruck…

        Baterías, deberías investigar el precio de ellas para almacenamiento de energía, HOY son inviables salvo para pruebas piloto…

        De los paneles solares mejor no digo nada, pues lleva casi 20 años y NO arranca…y eso que son Made In China…

        «Estamos a las puertas de tener un lanzador y nave espacial para por fin explorar desde venus hasta Marte y poder montar colonias lunares.»

        Lo siento, pero muchos no vemos NADA a las puertas, me recuerda a los Nazis en Moscú, casi pero NO…el invierno YA llegó para el imperio del Enmascarado…

        Sobre la cápsula espero que este año seamos igual de positivos-ejemplares con la Starliner, pues al final es una tecnología de los 60 remosada con pantallas táctiles y poco más, ahhh si, el TUFROC…dado de gratis por la «obsoleta» NASA…

        Casualidad el FUNDADOR de los X-Mens y de sus éxito en todo sus inicios, y el Genio de la fiabilidad YA no están para acompañar en el esperado-soñado-ansiado viaje Marciano…algo no cuadra…

        Y lo siento Jimmy, pero las cosas se están complicando sin bucks, no buck Roger…y este cada vez escasea más en el Imperio Teslaniano, y la valoración de SpaceX está cerca de llegar a su límite de inversión que alguién ponga dinero ahí, y ya lo dije AQUÍ, cuando la FED subió los tipos de Interés, que el Imperio del Enmascarado sufriría como nunca…

        Y ahora viene la temporada de los juicios, que son una moneda al aire, pueden poner en duda gran parte de su perfido robo…

        A Madoff nadie creía que era imposible sus rentabilidades, pues la MENTIRA ya era tan grande que se había convertido en verdad…algunos estamos hablando de que este hombre NO le importa ni Marte, ni nada por el estilo, y muy al contrario es un peligro para la Industria Espacial, para cuando todo estallé…

        En fin vamos hacía atrás…sin parar, sin mirar, y esto solo puede tener consecuencias desastrozas…

        https://youtu.be/B5oO0PT_-Ao

        Y cuando haces algo WRONG, tarde o temprano se paga las consecuencias…

        ://youtu.be/fhnrrLxQEVQ

        Un Tirano de la Mentira NUNCA será el Liberador de las Masas…

        1. Te ofuscas.
          Los Tesla funcionan, son líderes en su sector y los puedes comprar y conducir. La empresa tiene beneficios.
          En SpaceX, las naves y cohetes son reales y funcionan, Starlink está siendo clave para Ucrania u tiene más de un millón de usuarios privados mientras firma contratos con otras entidades. Los tres productos son líderes en su sector.
          Esto no es un esquema Ponzo, es una empresa de lo más clásica que produce bienes y servicios tangibles.

          Pero bueno, si te empeñas en ver solo lo malo, pues no todo son flores y si añades el material y odio de internet siempre encontrarás cosas que criticar. Pero si eliminas el ruido y te fijas en lo fundamental, las bases son sólidas.
          El proyecto Starship tiene riesgo y igual peta en la rampa pero es una chulada y lo que le hace falta a las almas espaciotrastornado con ganas de tener nuestro momento Apolo.

          Para mi el problema es la actitud, puedo ser del Barça y alegrarme cuando el Madrid juega bien y noble por lo bueno del deporte o desear que pierdan contra el Manchester para que no queden por encima de mi equipo.

          Estoy esperando que la Starliner cumpla su contrato y espero que Boeing sea capaz de hacerla competitiva y vender plazas a turistas, ESA y otros actores. Pero me dolió en el alma que le quitarán el sitio a la dreamchaser, que tine un diseño «dissimular redundant» y el equipo está más motivado y es más carismático. Hasta el punto que consiguieron otro contrato para carga y van a estar operativos casi a la par.
          Es una pena que el pequeño transbordador todavía no lleve pasajeros.

          1. Algunos esperamos mucho más que un programa Apolo 2, o pisar la luna un grupo rotatorio de astronautas. Algunos esperamos hacer posible que la humanidad pueda tener un segundo hogar donde desarrollarse. No sé qué dirá la gravedad al respecto. Por el resto, son obstáculos que se pueden sobrellevar. Me preocupa la energía y el cómo se empleará el agua del planeta, pero lo pongo detrás de la gravedad y sus consecuencias en el cuerpo humano. Respecto a la radiación, un par de días echando paladas en el techo y podemos pasar al siguiente obstáculo.

    1. Hola Masgüel. Me intrigó tu pregunta. Haremos un intento por responder.

      Supongo que la respuesta debe ser por la distancia desde donde se toma la foto.
      Mientras más lejos se toma, más geografía del planeta Tierra se debe ver. Y al revés, mientras más cerca, menos se ve.

      Buscando por Internet, según los datos que ví, en Google Earth la cámara está a 22.640 kilómetros de distancia. Y la Luna, con la sonda Danur, está a unos 384,400 km.

      Por ende, con la sonda Danur, más lejana, se ve más espacio y por lo tanto el Océano Índico parece más pequeño.

      Espero te sirva. ¡Saludos!

      1. Bién visto.
        La perspectiva del paisaje del horizonte (extremos de la esfera) varía más que el centro de la esfera entre las dos fotos, porque varía mucho la distancia del punto de vista de las dos cámaras.
        La câmara más cercana está más «inmersa» (ehem 😉) en la Tierra.
        Es como si miras un cuadro o una imagen en la pantalla. Cuanto más cerca miras un cuadro, más deformados verás los trazos y figuras en los mârgenes.
        Por eso a veces los cuadros se miran de lejos, o no, porque eso varía mucho la perspectiva, la percepción y emociones.
        Gracias por la curiosidad!!!

        1. Oops, añado que es más así en el horizonte porque dicen que es una esfera! Aunque hay teóricos modernos que dicen que es plana, ji, ji…

    2. Apuesto por una deformación en el render de Google Earth en los bordes del planeta (no deben renderizar toodo el horizonte), pero bueno, es solo una corazonada, ni idea la verdad.

      1. Eso es lo que yo sospecho. Porque la foto no tiene trampa.
        Evidentemente algo visto desde lejos parece más pequeño. Lo que cambia en el globo de Google es la proporción del océano respecto al planeta. Pero puede ser lo que dice Toopikatxu. Con la nariz en la pared, no ves las esquinas.

        1. Es lo que dijo Cosmos Rafael, que en otras palabras es lo mismo que dijo Toopikatxu. Es un «efecto óptico» intrínseco de la perspectiva cónica.

          Es la misma diferencia existente entre dos fotos idénticas cualesquiera, una tomada desde 1 metro con lente normal, y la otra tomada desde 100 metros con teleobjetivo. Forzosamente hay siempre una diferencia de perspectiva entre ambas fotos.

          Si dibujas una circunferencia, representando la Tierra… y un punto exterior a la circunferencia, representando el punto de vista del satélite… y desde el punto exterior trazas las dos tangentes a la circunferencia, representando el cono de visión del satélite… enseguida te darás cuenta de dos cosas…

          1) El ángulo del cono de visión abarca un arco de la circunferencia que siempre es menor a la mitad de la circunferencia.

          2) Cuanto más lejos está el punto de vista, más agudo es el cono de visión, y más grande es el arco de la circunferencia abarcado.

          Ahí radica la diferencia «misteriosa» entre las dos fotos. La foto tomada desde la Luna abarca más superficie terrestre y en consecuencia el área central luce más pequeña.

          Es más, para poder ver los dos polos de la Tierra a la vez tienes que posicionar tu punto de vista MUY lejos, idealmente en el infinito, de modo que tu cono de visión tienda a un «cilindro» de visión. Esto es análogo a la luz del Sol incidente en la Tierra, podemos considerar que los rayos de luz solar son «paralelos» porque vienen de muy lejos.

      2. Ah, bién visto, el render digital puede aumentar el efecto, la deformación en los extremos, apiñarlos…
        Supongo que es una ventaja, que quizás así se ve mejor y mâs relajante el paisaje más cercano, el lugar visitado, en el que se ‘vuela’, p. ej. con el Google Earth.
        Un cortapega y la confección con ordenador puede influir mucho. 😉 Incluso ayudar a los ‘terraglobistas’ji, ji…

Deja un comentario

Por Daniel Marín, publicado el 16 enero, 2023
Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • Exoplanetas • NASA