Europa tiene planes para la exploración espacial: trece misiones a largo plazo a partir de este 2014 y que van desde la física teórica hasta una base lunar de robots.
FOTOS: Agencia Espacial Europea Media / NASA
Hasta el infinito y más allá. Hay que tirar de lugares comunes, y mucho más de Buzz Ligthyear, un personaje de Pixar que resume perfectamente el optimismo y la ambición sin límites que debe tener toda institución científica, especialmente aquella cuyo horizonte es precisamente el universo infinito y en expansión. Mirar a las estrellas sin censura y sin poner barreras. Es la misión principal de la Agencia Espacial Europea (ESA en sus siglas en inglés internacionales y como es más conocida), segunda institución de este tipo del mundo por presupuesto y personal, que ya superó a la rusa Roscosmos y que tiene a su alrededor otras instituciones científicas que le sirven de apoyo fundamental, desde el Instituto Max Planck o la s universidades europeas hasta el CERN de Ginebra y, sobre todo, las instalaciones de lanzamiento de la Guyana Francesa (Puerto Espacial de Kourou) desde donde el programa Ariane han hecho maravillas al servicio de Europa.
La ESA tiene mucha ambición, y abarca con sus futuras misiones desde este 2014 que despunta hasta el objetivo de 2022, desde la física teórica a la astronomía pura y dura como el Telescopio Espacial James Webb (junto con la NASA) hasta la más mediática de todas, la ExoMars junto con Rusia. Muchas forman parte del programa Cosmic Vision de la agencia, planeado para ser efectivo entre 2015 y 2025 y que quiere ampliar considerablemente los márgenes del conocimiento astronómico, geoplanetario y físico del sistema solar y el espacio. Cada una de ellas son puntos de inflexión en la investigación y suponen inversiones millonarias que dan como resultado una ampliación del conocimiento, fin último (junto con la explotación mercantil de los satélites) de la agencia y principal aliciente para que sea, de lejos, la principal institución científica de Europa. Las misiones que aborda este reportaje son puramente científicas, dejando al margen las tecnológicas de satélites.
La ESA nació en 1975 como consecuencia de la convergencia de todos los proyectos de desarrollo de satélites y de investigación astronómica. Cuenta actualmente con una plantilla de alrededor de 2.000 personas (sin contar a otras empresas subcontratadas) y su presupuesto anual es mareante: 4.300 millones de euros sólo en el ejercicio anterior. Su sede está en París pero el resto de la estructura está muy diversificada: la base científica está en Países Bajos y España (Noorwijk y Valencia), el centro de misiones de observación terrestre está en Frascati (Italia), el control de misiones en Darmstadt (Alemania), el centro de astronautas está en Colonia (Alemania) y el centro de astronomía en Madrid. En total la ESA la componen 20 países (Alemania, Austria, Béltica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Italia, Luxemburgo, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumanía, Suecia y Suiza), algunas de las cuales tienen sus propias agencias espaciales.
ExoMars: el Viejo Mundo pone rumbo al planeta rojo
La misión ExoMars (sobre estas líneas, una representación de cómo será el sistema) es la más mediática, cara y ambiciosa de las que haya planeado la ESA en su historia: orbitará, explorará y pisará terreno marciano para saber si en Marte hubo o hay vida. Además, investigará la variación en composición de la superficie, caracterizará la geoquímica y geofísica, la posible distribución de agua y un mapeo concreto de los potenciales puntos de aterrizaje de una futura misión tripulada. El lanzamiento en 2016 colocaría en órbita de Marte al satélite europeo Trace Gas Mission (TGM) y un aterrizador inmóvil de la ESA sobre la superficie de Marte. Todo eso se traduce en más de mil millones de euros, la colaboración estrecha con Rusia a través de Roscosmos, el adiós a la NASA, cuyos recortes presupuestarios dieron al traste con el tándem más lógico y habitual. La ESA decía adiós así a los cohetes Atlas americanos y recibía a los Protón rusos. El resto, como el módulo inteligente encargado de entrar en Marte, ya tienen nombre: se llamará Schiaparelli en honor al primer astrónomo que cartografió Marte en el siglo XIX. Después de todo Italia realiza la mayor contribución europea al programa ExoMars.
El módulo llegará a la superficie marciana con el método doble de paracaídas y retrocohetes para reducir su velocidad lo suficiente como para posarse sin desperfectos. El Schiaparelli está programado y dotado de instrumentos para recoger datos sobre la atmósfera marciana durante las fases de entrada y descenso y estudiará el entorno local del punto de aterrizaje, situado en una llanura conocida como Meridiani Planum. Para poder darle más utilidad, la ESA ha programado la misión en plena temporada de tormentas de polvo, para sí poder crear modelos más avanzados sobre la climatología marciana. Como complemento estará el satélite de estudio de gases TGM, que se lanzará en 2016, mientras que habrá que esperar hasta 2018 para que el componente principal de la misión, los dos rovers, desciendan. La conexión entre módulo orbital y terrestre permitirá estudiar a fondo Marte y determinar la existencia posible de vida pasada o presente.
Telescopio James Webb: el abrazo de la NASA
Otro proyecto inmenso, tan infinito como el universo mismo que explorará el telescopio gigante James Webb (JSWT) que, en parte, tomará el testigo del Hubble. Será en 2018. Es más grande, más avanzado, más sofisticado y, supuestamente, dejará en nada todo lo logrado por el Hubble, que a pesar de su “miopía” por algunos fallos y desperfectos, fue vital para la exploración espacial y el boom del conocimiento del universo de los últimos años. Ya cuenta con la mayor parte de sus espejos, tal y como anunció la NASA y la ESA, principales agencias involucradas más el apoyo secundario de la CSA (agencia espacial canadiense). El JWST es un gran telescopio espacial de infrarrojos cuya misión será explorar el espacio profundo, en busca de las galaxias primigenias desde el Big Bang. Cuanto más profunda sea su visión, más formaciones y material de esos primeros siglos posteriores encontrará para así poder comprender mejor la formación de nuestro universo. Su sofisticado sistema de espejos y el nuevo instrumental le permitirá mirar más allá de las nubes de polvo que velan las estrellas con sistemas planetarios propios.
El alma de este sistema es un espejo de 6,5 metros de diámetro combinado con un parasol del tamaño de una pista de tenis; todo viajará replegado para poder ser introducido en un cohete estándar. Esto supone el gran desafío logístico: tendrá que desplegarse en el espacio en una órbita muy lejana, a 1,5 millones de km de la Tierra. Por su parte, la Universidad de Arizona construyó la NIRCam, una cámara de infrarrojo cercano que es uno de los grandes avances del telescopio; España, en solitario, aporta la fabricación del espectrógrafo MIRI, que permitirá al telescopio ver a través de las capas de polvo de las regiones de formación de estrellas o las nubes de formación planetaria. Curiosamente la misión estuvo a punto de ser cancelada en 2011 por el Congreso de EEUU, principal inversor del JWST, muy escorado hacia la derecha y en pleno pulso con la administración Obama. El proyecto fue rehén electoral durante demasiado tiempo mientras la NASA, la ESA y el resto seguían trabajando. Finalmente se ganó el pulso e incluso de aumentó la financiación hasta los 8.000 millones de dólares.
Lisa Pathfinder: ondas y espacio-tiempo
Una de las más abstractas y de perfil más elevado desde el campo de la ciencia teórica. Está previsto que sea lanzada en 2015 y perfila el estudio de las ondas en el tejido del espacio-tiempo creado por los objetos celestes con una gravedad muy fuerte, como pares de la fusión de agujeros negros. En realidad esta misión también corroborará parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein, aquella que predijo la existencia de onda gravitacionales. Son como fue el bosón de Higgs durante décadas: una bonita teoría que nadie había conseguido comprobar. El CERN lo hizo, y ahora de nuevo Europa quiere llevar la delantera en astrofísica y centrarse en saber si Einstein tenía razón o no. De lograrse no sólo la ciencia podría seguir sacando de paseo a Einstein sino que se abriría una nueva vía de investigación y aumentaríamos un poco más la comprensión del cosmos, en el que todavía vamos a ciegas.
El proyecto de la ESA supone otro observatorio especializado, en este caso para ondas gravitatorias, que contará con sensores inerciales, un medidor laser y varios sistemas de posicionamiento a través de micromotores (DRS, desarrollado por la NASA) que puedan recolocar la sonda donde debe para poder observar. Será especialmente sensible la experimentación tecnológica: además del estudio astronómico la ESA quiere comprobar si sus sistemas de ingeniería más avanzados funcionan en el espacio sin problemas, como el que supondrá Lisa: dos cuerpos diferentes coordinados entre sí, el LTP, un sistema de simulación a escala que es la base del estudio del proyecto, reduciendo la distancia entre cuerpos e 5 millones de km a sólo 35 centímetros. Lisa Pathfinder se colocará en una órbita concreta, entre 500.000 y 800.000 km alrededor del primer punto de Lagrange entre la Tierra y el Sol, a 1,5 millones de km de distancia de nosotros.
Euclides: ¿qué es la energía oscura del universo?
Misión astrofísica del programa Cosmic Vision que será lanzada en 2020 y que cuenta con un equipo de 1.000 científicos de 100 institutos de investigación secundarios a los que hay que sumar todo el equipo específico de la ESA. En 1998 se descubrió que el universo, en lugar de ralentizar su expansión desde el Big Bang por la acción gravitacional de la materia que contiene, está aumentando su velocidad. Para contestar a la pregunta se ha desarrollado un telescopio espacial de 1,2 metros de diámetro dotado de varios sensores (una cámara en la banda de la luz visible y un espectrómetro/cámara en la del infrarrojo cercano diseñado por la NASA) que confeccionarán un mapa tridimensional de 2.000 millones de galaxias potenciales del universo y de la materia oscura que contienen y que es fundamental en la estructura del mismo.
Será además un estudio en el tiempo: concretamente en las tres cuartas partes de la historia del universo para poder comprender su momento actual, más de 10.000 millones de años. Euclides cubrirá el periodo en el que la energía oscura jugó un papel relevante en la aceleración y las razones por las que como contrapartida la materia oscura (invisible pero que tiene fuerza de gravedad y ralentiza el universo). Estos dos componentes suponen más del 95% de la masa y energía del universo, con lo que la masa visible (estrellas, planetas, nosotros..) sólo es una débil y pequeña fracción. Esa interacción entre materia y energía gobierna los movimientos del universo y es una de las grandes preguntas por contestar de la astrofísica junto con lo obvio: ¿qué es la materia oscura y qué la energía oscura? Si se pudieran resolver esas dudas el ser humano podría avanzar en zancadas gigantes sobre lo que somos y nuestro papel en el cosmos.
Solar Orbiter: la ESA pone bajo vigilancia el Sol
Su propio nombre en inglés la delata: orbitar el Sol para estudiar el punto determinante que más nos condiciona a nivel planetario. Lanzada en 2017, será una arriesgada misión cercana al Sol para poder estudiar a fondo su comportamiento y tendrá dos desafíos: soportar el intento calor y presión energética y ser capaz de colocarse a apenas un cuarto de la distancia que separa a Tierra del Sol. Jamás habrá estado ningún artefacto humano más cerca de la estrella. Tan cerca que podría fracasar estrepitosamente con que salga un detalle mal. Es quizás de las más atrevidas de la ESA en años pero también de las más útiles: permitirá concretar el comportamiento y ciclos solares con más detalle y así poder prevenir explosiones y erupciones solares que pueden afectarnos. Otra ventaja es que podrá estudiar también las zonas polares.
Una de las grandes preguntas a resolver será cómo controla el Sol su helioesfera, fundamental en su comportamiento. La sonda está diseñada para que siempre apunte hacia el Sol y mantener su vigilancia continuada; para lograrlo está dotada de una serie de radiadores especiales que enfriarán los 180 kilos de sensores, maquinaria y componentes. La Solar Orbiter detectará partículas y eventos, desde el viento solar a las ondas magnéticas, y tendrá especial atención para la atmósfera de gas incandescente del Sol y cómo se comporta. La NASA ha contribuido a la misión a través de su programa de observación solar que es el principal sistema de alarma humano contra las erupciones solares y las tormentas magnéticas.
Cheops: en busca de las Supertierras
Toca el turno de soñar: la misión Cheops (Characterising Exoplanets Satellite) estudiará los planetas extrasolares en busca de nuevas Tierras. Será a partir, espera la ESA, de 2017, cuando está pensado el lanzamiento de la misión que se fijará en las estrellas más brillantes y así poder estudiar a fondo los cuerpos que las orbiten durante su tránsito frente ellas. Es uno de los sistemas más fáciles para un científico: esperar a que el planeta pase frente a la estrella y cree una sombra que por comparación pueda determinar su tamaño, masa y órbita. En caso de planetas ya conocidos se podría aventurar su composición y estructura interna. Será especialmente útil para analizar las Supertierras, planetas gigantes o los que tengan una importante atmósfera. La Cheops es especial porque será la primera de las misiones de bajo costo que tiene planteada la ESA para complementar otros proyectos más grandes, los ya activos o las misiones de otras agencias espaciales socias. Será, además, un pilar de trabajo auxiliar del futuro súper telescopio espacial James Webb que preparan Europa y EEUU. Operará en una órbita estable de 800 km de altura respecto a la superficie terrestre y tendrá una vida estimada de entre 3 y 4 años en función del deterioro del instrumental. Sus resultados serán abiertos a la comunidad científica casi en tiempo real.
Bepicolombo: viaje a Mercurio
Una de las más ambiciosas de la agencia, con fecha de lanzamiento para 2015 y que investigará a fondo Mercurio, el planeta más cercano al Sol y uno de los más expuestos a la furia de su energía, pero lejos de ser una roca carbonizada como el sentido común indicaría. Se compone del Mercury Planetary Orbiter (MPO) que mapeará el planeta y el Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) que investigará el campo magnético del vecino más expuesto del sistema solar. Actualmente está en fase de construcción y experimentación, y tendrá que estar lista su fase final este año. BepiColombo será, además, el primero de los acercamientos a la “parte caliente” de nuestro sistema planetario después de haber estudiado a fondo los cuerpos celestes lejanos. Tecnológicamente es muy avanzada porque el artefacto transportador se enfrentará a un rival físico complicado: la gravedad solar, sobrecogedoramente inabarcable y que lastrará la misión. El primer gran objetivo será poder establecer una órbita estable alrededor del planeta y no ser arrastrados a las fauces solares. Sólo la NASA ha sido capaz de hacerlo gracias al Mariner 10 y la sonda Messenger en 1975 y 2009. Si el lanzamiento es positivo la misión debería llegar a Mercurio en 2023 y podrá escanear el planeta y poder saber más de su composición e historia y conocer mejor la formación de los planetas del ciclo interior del sistema (Mercurio, Venus, Tierra y Marte). La misión cuenta con la colaboración de la agencia espacial japonesa (JAXA), siempre bajo control de Europa en el desarrollo de componentes específicos.
Juice: estudio de las lunas “de vida” de Júpiter
Juice es la contracción de JUpiter ICy Moons Explorer, la primera misión de larga duración y distancia de la ESA para su programa Cosmic Vision que barca desde 2015 a 2025. La misión será lanzada en 2022 y se espera que llegue a Júpiter en 2030; una vez allí explorará el planeta y las tres lunas más importantes que lo orbitan, Ganímedes, Calisto y Europa. Estas tres lunas son especiales: es muy probable, a tenor de los datos de misiones anteriores, que alberguen océanos ocultos bajo sus superficies heladas. Y eso supone la palabra mágica: vida. Al igual que muchas otras sondas su instrumental será de observación orbital: espectrómetros, cámaras, altímetro por láser y un radar capaz de penetrar placas de hielo y que ya fue utilizado en otras versiones en la Antártida.
Será la primera medición real de la placa de hielo de Europa, el cuerpo celeste potencialmente más sugerente de albergar vida biológica de algún tipo junto con la Tierra. También llevará consigo un magnetómetro. Además de estas tres lunas también estudiará la atmósfera jupiteriana y su magnetosfera para saber cómo interactúa con el resto de lunas. La misión, por sus implicaciones, podría ser la definitiva para comprender si realmente, como ya se adelantó en varias películas (como ‘2001: Odisea del espacio’) y manuscritos, Europa es una potencial segunda Tierra en miniatura en versión congelada. También permitirá estudiar la hiperactividad volcánica de Ío (¿otro lugar potencial de vida por el calor y óxidos?) y la particularidad de Ganímedes, cuya composición la dota de su propio campo magnético, algo reservado sólo para los planetas.
