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Cheops, el pequeño gran satélite fabricado en España que rastrea exoplanetas

Con su puesta en órbita el próximo 17 de diciembre, Cheops se convierte en una misión pionera para conocer si los planetas extrasolares más cercanos a la Tierra son rocosos, gaseosos o helados.

Tiene forma hexagonal, 1,5 metros de lado, 280 kilos de masa y está estabilizado en los tres ejes
Tiene forma hexagonal, 1,5 metros de lado, 280 kilos de masa y está estabilizado en los tres ejes
ESA

Cheops es la primera misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) cuyo objetivo es determinar las características básicas de planetas extrasolares previamente identificados por telescopios terrestres y espaciales. Gracias al nuevo satélite, la comunidad científica internacional confía en poder determinar si los lejanos y exóticos mundos que albergan las estrellas brillantes más allá del Sistema Solar son de pequeño tamaño como Marte, gigantescas esferas como Júpiter, gaseosos como Neptuno o sólidos como la Tierra.

Ha sido bautizado por la ESA con el apelativo de Satélite para la Caracterización de Exoplanetas con el fin de que su acrónimo en lengua inglesa –Cheops o CHaracterising ExOPlanet Satellite– tenga un sonido y una grafía semejante al del mítico faraón egipcio Keops.

Un aspecto clave de Cheops es que es el primer satélite que la ESA ha encargado a una empresa española, Airbus Space Systems en España, en calidad de contratista principal, pero ello tras superar un reñido proceso competitivo con otros tres fabricantes europeos de satélites.

En sus instalaciones de Barajas (Madrid), Airbus lo ha concebido, desarrollado y fabricado. Para Javier Ponce, director general del Centro para el Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI), el organismo que representa a España en la ESA, se trata de "un hito industrial que nos ha permitido mostrar las capacidades del sector espacial español para asumir nuevas misiones en el ámbito internacional".  

Pero la plataforma puesta a punto por Airbus tiene otras singularidades. Además de inaugurar los estudios de la ESA sobre los planetas extrasolares, también representa la vanguardia de las llamadas misiones S o Small, ingenios espaciales "de pequeño tamaño, poco peso, de rápida construcción y un presupuesto total del orden de los 150 millones de euros", subraya Andrés Borges, jefe del proyecto Cheops en Airbus.

El satélite se encuentra desde el 16 de octubre en la base espacial de Kurú, en la Guayana Francesa, al norte de Brasil, en donde fue sometido a una nueva y completa revisión. Una vez superada, el 23 de noviembre se llenaron sus depósitos de hidracina, el combustible que permite sus movimientos en órbita. Seis días más tarde, el pasado día 29, se procedió a su integración en el cohete ruso Soyuz que lo colocará en órbita, a 700 kilómetros de altura, una vez que la ESA confirme el despegue previsto para el próximo 17 de diciembre.

Un equipo de técnicos españoles de Airbus Space Systems ha acompañado a Cheops a Kurú.
Un equipo de técnicos españoles de Airbus Space Systems ha acompañado a Cheops a Kurú.
ESA

Desde su posición en el espacio, durante un mínimo de tres años y medio realizará detalladas observaciones que recogerán con sumo detalle las tenues variaciones de luz cuando un exoplaneta transita por delante de una lejana estrella semejante al Sol.

Günther Hasinger, director de Ciencia de la ESA, subraya que Cheops va a estudiar las estrellas situadas "a muchos años luz, que ya sabemos que contienen exoplanetas", pero de los que la comunidad científica "ignora sus dimensiones, composición, naturaleza y características más relevantes".

Hay que insistir que Cheops no va a la caza y captura de exoplanetas. Su cometido se centra en observar los más de 350 planetas extrasolares ya localizados para determinar "qué tamaño tienen y cuanto pesan", explica Ignasi Ribas, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC y uno de los tres científicos españoles responsables de la coordinación de los estudios.

Exoplanetas ligeros o pesados

"Una vez conozcamos las dimensiones y cuánto pesa cada exoplaneta, estaremos en condiciones de afirmar que, si es muy grande y pesa poco, se trata de un planeta gaseoso. En cambio, si es pequeño y pesa mucho, es una bola de rocas", aclara Ribas. En definitiva, las mediciones precisas de los nuevos mundos facilitarán conocer si están formados por densas rocas, son gaseosos, están cubiertos por hielo o por gases licuados.

Andrés Borges resalta que ha quedado demostrado que el satélite cumple "el 100% de los muy estrictos requisitos de calidad y prestaciones definidos por la ESA", lo que coincide con el punto de vista de Carlos Corral, ingeniero de sistemas del Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la ESA en Noordwijk (Países Bajos). Desde su perspectiva, Cheops es una misión científica "con un estándar muy alto, lo que se ha conseguido en unos plazos de tiempo y un presupuesto muy restrictivos".

Pilar Román, delegada española en el programa científico de la ESA, fue la primera persona en identificar que Cheops se ajustaba como anillo al dedo a las capacidades de la industria espacial española. Hoy destaca que se trata de una misión que acredita a España "para afrontar proyectos espaciales cada vez más relevantes". Considerada persona clave en la buena marcha del proceso industrial de Cheops, "uno de mis momentos de gran satisfacción será cuando vea elevarse el cohete Soyuz", asegura Pilar Román. "Pero no me quedaré tranquila hasta que ya esté colocado correctamente en la órbita prevista y comience a prestar servicio", recalca.

Pero todavía hay una última novedad. Es la primera vez que el Centro de Control de Misión de un satélite de la ESA no se ejerce desde el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESOC) de Darmstadt (Alemania), a unos 30 km de Fráncfort. El lugar designado es el Centro Espacial INTA Torrejón (CEIP), en la sede central del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), a escasos 20 kilómetros de Madrid. Los técnicos españoles que van a supervisar el vuelo y las transmisiones de telecomandos y datos entre Cheops y la tierra han efectuado centenares de ensayos y simulaciones de los posibles escenarios con los que se va a encontrar el satélite. "De este modo –afirma Eva Vega, la ingeniera aeronáutica al frente del CEIP– tendremos la completa seguridad de que sabremos reaccionar de manera eficiente ante las diferentes situaciones con las que nos podamos encontrar".  

Un único instrumento a bordo

Para conseguir mediciones precisas y rigurosas, a bordo viaja un solo instrumento científico de gran precisión que utiliza la sofisticada técnica de la fotometría de alta sensibilidad. Consiste en un fotómetro de 30 cm de diámetro de apertura, con un dispositivo de acoplamiento de carga (CCD) que opera en la parte visible del infrarrojo cercano del espectro. Está colocado en el plano focal de un telescopio Ritchey-Chrétien, cuyo desarrollo ha sido liderado por la Universidad de Berna (Suiza).

De forma hexagonal, 1,5 metros de lado y un peso al lanzamiento de 280 kilos, el pequeño satélite está estabilizado en los tres ejes, ofrece una estabilidad de apuntamiento superior a ocho arcosegundos y rota de forma lenta alrededor de la línea de visión del telescopio.

La energía eléctrica para su funcionamiento en órbita se la proporciona un conjunto de paneles solares emplazados en cinco de las seis caras laterales de su estructura. Su parte posterior y lateral queda envuelta por un parasol para impedir que la luz solar incida sobre el sistema de control térmico y evitar que se produzcan distorsiones en las mediciones.

¿Y después de Cheops, qué?

Definida como misión ‘precursora’, los datos aportados por Cheops facilitarán que futuros telescopios espaciales de la ESA, principalmente Plato y Ariel, profundicen durante la próxima década en el estudio de los exoplanetas y mantengan a la ciencia europea en vanguardia de la investigación en el nuevo campo de los planetas extrasolares, de los que ya se han descubierto más de cuatro millares.

La misión Plato, acrónimo de PLAnetary Transits and Oscillations of Stars, está concebida para encontrar y estudiar sistemas planetarios extrasolares rocosos similares a la Tierra que orbitan alrededor de la zona habitable alrededor de estrellas similares a nuestro Sol. Planeado su vuelo al espacio para 2026, en el caso de que en alguno de los nuevos planetas descubiertos pueda existir agua líquida sobre su superficie, "sería posible una segunda Tierra en el Universo", asegura Jan Wörner, director general de la ESA.

La segunda misión ya en marcha es Ariel, cuyo despegue se plantea para 2028. Es la primera misión de la ESA dedicada a profundizar en la morfología de los exoplanetas, cómo se formaron y cómo evolucionan. Acrónimo de Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey, Ariel examinará una amplia muestra de planetas extrasolares en las longitudes de onda visibles e infrarrojas para determinar la composición química, las estructuras térmicas de gran parte de ellos y aportar datos para descubrir sus posibilidades de albergar vida.

Los exoplanetas han dado dos Premios Nobel 2019

Cheops sigue la traza iniciada hace un cuarto de siglo por Michel Mayor y Didier Queloz, premios Nobel de Física 2019, dos astrofísicos suizos que en 1995 descubrieron un planeta diferente a todo lo visto en nuestro Sistema Solar y cambiaron para siempre nuestra perspectiva del cosmos.

Cuando Queloz era estudiante de doctorado con el profesor Michel Mayor, ambos identificaron ligeros cambios en la luz proveniente de estrellas más allá del Sistema Solar, lo que les permitió demostrar la existencia de 51 Pegasi b, el primer exoplaneta encontrado alrededor de una estrella como nuestro Sol.

En la actualidad, Didier Queloz es profesor de las Universidades de Ginebra y Cambridge y presidente del equipo científico de Cheops. Michel Mayor está jubilado desde 2007, ejerce como profesor emérito de la Universidad de Ginebra y sigue ejerciendo de investigador en el Observatorio de la citada ciudad.

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