- Se trata del proyecto científico más ambicioso de la Agencia Espacial Europea (ESA) diseñado para estudiar el origen del Universo y la formación de estrellas y galaxias
- El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha participado en el diseño y construcción de tres de los cinco instrumentos que llevan estos satélites a bordo
Dos telescopios espaciales, Planck y Herschel, de la ESA, serán lanzados mañana, 14 de mayo, en un cohete Ariane 5 ECA, desde el Puerto Espacial de la ESA en Kourou, en la Guayana Francesa. Su puesta en marcha supone un gran paso adelante para el conocimiento sobre la historia y la composición del Universo.
La misión Planck será el primer observatorio espacial europeo cuyo objetivo principal se centrará en el estudio del ‘fondo cósmico de microondas’ (CMB, en inglés), la radiación fósil del Big Bang que fue emitida hace 14.000 millones de años, cuando el Universo era mil veces más pequeño que ahora y mucho más caliente. Se trata de la primera luz que llenó el Universo y el objeto más lejano en el espacio y el tiempo que se puede estudiar.
Junto con Planck, ESA también lanza en el mismo cohete el observatorio espacial Herschel, el mayor y más potente telescopio infrarrojo jamás lanzado al espacio. Se trata de una misión pionera para estudiar el origen y la evolución de las estrellas y galaxias, además de ayudar a entender cómo el Universo ha evolucionado hasta su estado actual. También estudiará la química molecular de la atmósfera de planetas, cometas y satélites en el Sistema Solar.
Tras su lanzamiento, Planck y Herschel tardarán dos meses en situarse en órbita a 1,5 millones de kilómetros de distancia de la Tierra, cuatro veces la distancia entre nuestro planeta y la Luna. Allí, orbitarán alrededor del segundo punto de Lagrange, un lugar seguro que permite que estos satélites se mantengan en órbitas muy estables.
El lanzamiento será retransmitido en directo en el Museo de la Ciencia y el Cosmos, perteneciente al Organismo Autónomo de Museos y Centros del Cabildo de Tenerife. El acto comenzará a partir de las 13:30 y contará con la presencia de José Alberto Rubiño y Nieves Castro, investigadores del IAC. Además, cualquier usuario podrá seguir el acontecimiento desde la página web: www.arianespace.com
Planck, la máquina del tiempo
El satélite COBE, en 1992, y el satélite WMAP, en 2003, ambos de la NASA, marcaron hitos en el estudio de la radiación cósmica de microondas. Planck es el satélite más avanzado de los diseñados hasta ahora para estudiar el origen del Universo. Tiene una sensibilidad diez veces mayor que sus antecesores y el doble de resolución espacial, además de cubrir un rango de frecuencia unas siete veces mayor. “Durante aproximadamente dos años, el satélite cubrirá el cielo completo dos veces y elaborará el mapa más detallado jamás realizado del fondo cósmico de microondas”, comenta Rafael Rebolo, investigador del IAC y profesor de investigación del CSIC implicado en la misión.
Planck busca determinar las variaciones en la intensidad de la radiación de microondas de unas regiones a otras. Para ello identificará con una precisión sin precedentes regiones donde la temperatura es ligeramente más fría o caliente. Estas fluctuaciones en la intensidad fueron causadas por las semillas de las estructuras que observamos en el Universo actual, con grandes vacíos e inmensas acumulaciones de materia. Planck medirá la temperatura del cielo con una precisión de millonésimas de grado. “Con los datos que obtenga, los científicos podrán estudiar y comprender la geometría del Universo, su contenido y las leyes que gobiernan su expansión y crecimiento”, explica Rebolo. Planck, junto al telescopio Quijote, que se está desarrollando desde el IAC, formarán un tándem con el que los científicos estarán más cerca de conocer las propiedades que tenía el Universo antes de que se estructurara como lo conocemos hoy.
La sonda consta de un módulo octogonal de 4,2 metros de altura, que contiene el sistema informático, y un espejo de 1,5 metros de diámetro encargado de recolectar los fotones que llegan de la radiación y enviarlos a los detectores. El conjunto girará sobre sí mismo una vez por minuto y se mantendrá a una temperatura de menos de unas décimas de grado por encima del cero absoluto (-273ºC).
Herschel, la visión infrarroja
“El espejo primario del telescopio Herschel, de 3,5 metros de diámetro, es uno de los principales retos tecnológicos de la misión ya que es el más grande hasta la fecha diseñado para viajar al espacio”, afirma Ismael Pérez Fournon, investigador del IAC, profesor de la Universidad de La Laguna (ULL)y co-investigador de uno de los instrumentos del telescopio. Se trata de un nuevo y avanzado concepto formado por 12 pétalos de carburo de silicio soldados en una sola pieza. Herschel viaja con tres instrumentos en su interior que sacarán el máximo rendimiento a las características de la misión. Para medir en el rango infrarrojo, los instrumentos deben estar cerca del cero absoluto por lo que están equipados con sistemas de refrigeración adicionales.
A los pocos minutos de su lanzamiento, Planck y Herschel, se separarán. Tras dos meses, Herschel llegará a su órbita, donde permanecerá tres años. “Cerca de 7.000 horas de tiempo de observación estarán disponibles cada año, lo que proporcionará a los investigadores una herramienta única, libre de las restricciones de la atmósfera terrestre”, apunta Jordi Cepa, investigador del IAC y profesor de la ULL involucrado en otro de los instrumentos del satélite. Herschel mide aproximadamente 7,5 metros de altura y pesa casi tres toneladas y media. El telescopio cubrirá una parte del espectro electromagnético que no puede observarse bien desde tierra, ya que el vapor de agua de la atmósfera absorbe gran parte de la radiación infrarroja. Este rango del espectro permite estudiar objetos muy fríos que no emiten en el visible. También es capaz de ver a través de nubes de gas y polvo.
Participación española
Varios centros de investigación españoles participan en el desarrollo de ambas misiones. Entre ellos, el IAC ha contribuido científica y tecnológicamente en tres de los cinco instrumentos a bordo de estos satélites y en el desarrollo de subsistemas avanzados en dos de ellos. El IAC ha desarrollado la electrónica de adquisición y el software de procesado de datos del LFI (Low Frequency Instrument) de la misión Planck y la unidad de procesado de señal de PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) en el telescopio Herschel. También ha participado activamente en el diseño y preparación de SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) para este telescopio.
Además del IAC, otros centros de investigación españoles han participado en ambas misiones. Entre ellos se encuentran el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, el Observatorio Astronómico Nacional y a varias universidades, destacando las de Cantabria y Granada. La contribución tecnológica ha supuesto unos 10 millones de euros, cantidad que se suma a la que España aporta en el programa científico de la ESA como país miembro, el 7 por ciento del programa científico.
Retransmisión del lanzamiento:
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