Hace justo un año el telescopio espacial europeo Euclid despegaba a bordo de un Falcon 9 desde Florida rumbo a una órbita de halo alrededor del punto L2 del sistema Tierra-Sol (ESL2), a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Euclid nació en 2012 como la segunda misión de tipo medio (M2) de la Agencia Espacial Europea (ESA) con el objetivo de estudiar la materia y energía oscuras. Gracias a un telescopio con un espejo primario de 1,2 metros y a dos instrumentos científicos, VIS y NISP, Euclid observará durante su misión primaria la forma y luminosidad de 1500 millones de galaxias y realizará hasta 35 millones de corrimientos al rojo de galaxias para entender mejor el sector oscuro del Universo. Y todo por un coste de unos 1400 millones de euros. En noviembre de 2023 se publicaron las primeras imágenes científicas de Euclid y desde entonces el telescopio ha continuado con su misión, que, en principio, debe durar un mínimo de seis años.

El Falcon 9 de SpaceX —recordemos que originalmente estaba previsto despegase mediante un Soyuz-STB desde la Guayana Francesa— situó de forma precisa a Euclid en una trayectoria hacia ESL2. De hecho, de las tres maniobras de corrección de trayectoria previstas, solo se llevaron a cabo dos. La primera se realizó un día después del lanzamiento, con una Delta-V de 2,14 m/s, y la segunda tres semanas más tarde, con una Delta-V de 0,19 m/s. Puesto que se habían reservado 50 m/s de Delta-V para alcanzar la órbita de halo, se pudieron ahorrar 43 kg de hidrazina que permitirán ampliar la vida útil del telescopio espacial. No obstante, a diferencia del JWST, que está en ESL2 con Euclid, la vida del observatorio espacial también depende de la cantidad de nitrógeno gaseoso del sistema de micropropulsión usado para orientar la nave de forma precisa.

En cualquier caso, Euclid —que tenía una masa de unas 2,2 toneladas al lanzamiento— debe corregir su órbita de halo alrededor del ESL2 de forma regular mediante encendidos de 50 segundos y que gastan 1 kg de hidrazina cada uno. Para ello, el telescopio espacial lleva 138 kg de hidrazina, de los cuales debe reservar el equivalente a una Delta-V de 10 m/s para colocarse en una órbita solar al terminar la misión para evitar que los alrededores del punto ESL2 acumulen chatarra (aunque es un espacio muy amplio). Euclid llegó a la órbita de halo del punto ESL2 a finales de julio de 2023, aproximadamente un mes después del despegue (el satélite está situado en una órbita de halo alrededor de este punto de 400 000 x 800 000 kilómetros).

La puesta en servicio del telescopio presentó varios problemas que pusieron de los nervios a su equipo. Por un lado, el sistema de guiado FGS (Fine Guidance Sensor) no pudo fijar la posición de las estrellas de referencia, lo que podría haber dado al traste con una misión que requiere un apuntado y guiado exquisito. Afortunadamente, una «simple» actualización del software del sistema permitió que el FGS volviese a funcionar en poco tiempo tras tener en cuenta que los efectos de la radiación espacial —principalmente las partículas del viento solar y los rayos cósmicos— sobre los sensores fueron más intensos de lo esperado. La radiación espacial también incluye los rayos X emitidos por el Sol, sobre todo durante las fulguraciones. El equipo de Euclid detectó durante la puesta a punto que los huecos entre las células solares del panel tarsero permiten que pasen los rayos X, afectando ligeramente al instrumento VIS (no así a NISP).

Otro problema fue la formación de una capa microscópica de hielo sobre algunas superficies de la óptica (con un espesor del orden de nanómetros). Este tipo de contaminación procedente de gases retenidos en otras partes del vehículo es hasta cierto punto normal en misiones de observación con superficies ópticas, pero fue un buen susto. El vapor de agua procede del interior de las capas de material aislante (MLI) del satélite y el problema no ha sido resuelto, pero sí mitigado. Para ello ha sido necesario introducir un régimen de control térmico de las superficies ópticas de tal forma que se calientan ligeramente cada cierto periodo de tiempo para eliminar la capa de hielo. De no introducirse este sistema, las observaciones de Euclid no tendrían la precisión suficiente. En todo caso, llama la atención que el modelado del problema fuese más complejo de lo previsto porque los fabricantes no han revelado la composición precisa del recubrimiento de las ópticas (la óptica de Euclid consiste en un telescopio de tipo Korsch de tres espejos con un primario de 1,2 metros de diámetro fabricado por Airbus Defence and Space con un sustrato de carburo de silicio y enfriado a 125 kelvin de forma pasiva).

Sin embargo, el mayor problema ha sido la mayor cantidad de luz solar que, de forma totalmente inesperada, se cuela por la óptica a determinados ángulos con respecto al Sol. Este problema solo afecta al instrumento VIS (NISP tiene capas de material aislante que bloquean esta luz), pero resultó ser muy grave (la cantidad de luz extra que entraba en la óptica era más de diez veces superior al nivel mínimo esperado tomando como referencia la luz zodiacal). La causa de este fallo sigue sin estar totalmente clara, pero todo apunta a que se trata de la tobera de uno de los propulsores que refleja la luz hacia un hueco de las capas MLI y, de ahí, a la óptica. El caso es que este problema no tiene solución —nadie va a cubrir una tobera a 1,5 millones de kilómetros—, así que lo único que ha podido hacer el equipo de la misión es reducir el rango de ángulos con el que puede funcionar Euclid (de -8,5º a -3,0º en vez de -5,0º a +5.0º según lo previsto). Esto no es simplemente una molestia técnica, sino que limita la superficie celeste que podrá observar Euclid en la misión primaria, 13245º cuadrados de cielo en vez de los 14000º planeados. La reducción es de tan solo un 5%, pero no es despreciable y además afectará al calendario de las observaciones de la misión primaria.

En cualquier caso, teniendo en cuenta este problema, el observatorio puede cumplir con su misión, que es lo importante. Cada día el telescopio espacial dedica 4 horas para descargar 826 gigabits (!!!) de datos comprimidos a través de las estaciones de Cebreros (España) y Malargüe (Argentina). Solo entre agosto y noviembre de 2023 Euclid envió 21 terabytes (!!) de datos. Para ello, el telescopio usa su antena de alta ganancia en banda K de 70 centímetros de diámetro. Como desde del punto de vista de Euclid la Tierra se mueve en el cielo siguiendo una elipse con un periodo de seis meses y un ángulo con respecto al Sol de 35º, la antena debe moverse cada 50 minutos, un proceso que limita la duración de las observaciones continuas de Euclid de una zona determinada del cielo. A pesar de ser un telescopio espacial, Euclid se asemeja más a misiones como Planck o Gaia en el sentido que tendremos que esperar varios años para comenzar a sacar provecho científico de los datos de la misión. Y, aunque el inicio ha tenido su cuota de problemas, Euclid promete revolucionar nuestro conocimiento de la materia y la energía oscuras.

Referencias:

• https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Euclid/ESA_s_Euclid_celebrates_first_science_with_sparkling_cosmic_views
• https://arxiv.org/pdf/2405.13491
• https://arxiv.org/pdf/2305.10107