La NASA lanzó un telescopio para buscar otros planetas. Lanzamiento y primeros pasos

21.10.2023 -

Los telescopios espaciales suelen ser telescopios que operan fuera de la atmósfera terrestre y, por lo tanto, no se molestan en mirar a través de esa atmósfera. El telescopio espacial más famoso en la actualidad es el Telescopio Espacial Hubble, que descubrió cientos de exoplanetas, reveló muchas galaxias espectaculares, eventos cósmicos y amplió los horizontes de nuestra visión hacia el espacio. El Hubble será reemplazado por el Telescopio Espacial James Webb, que será lanzado al espacio en 2018 y cuyo espejo tendrá casi tres veces el diámetro del espejo del Hubble. Después de James Webb, los científicos planean enviar el Telescopio Espacial de Alta Definición (HDST) al espacio, pero esto sólo está en los planes por ahora. Sea como fuere, los telescopios espaciales han representado y seguirán representando la mayoría de nuestros descubrimientos en el espacio profundo.

Si alguna vez tenemos telescopios inflables gigantes en el espacio, se lo agradeceremos a la mamá de Chris Walker. Hace unos años, Walker estaba preparando pudín de chocolate cuando de repente tuvo que dejar de cocinar y llamar a su madre. Sacó el pudín del fuego, lo cubrió con film transparente y colocó la olla en el suelo junto al sofá. Después de la conversación, se sorprendió al encontrar la imagen de una bombilla de una lámpara cercana, flotando sobre el extremo del sofá. Después de investigar la causa de este fenómeno, descubrió que la bolsa de aire frío que se había formado cuando el pudín se enfriaba hacía que el envase de plástico del pudín se hundiera. En realidad, esto formó una lente que reflejaba la bombilla.

Recientemente, la humanidad ha estado ocupada buscando exoplanetas y desde hace varios años la Agencia Espacial Europea () desarrolla el telescopio espacial Keops, diseñado para buscar planetas similares al nuestro. A Keops también se le llama "cazador de exoplanetas" y tiene grandes esperanzas. Y recientemente se conoció la fecha de lanzamiento del telescopio espacial, así como algunos otros detalles.

Hubble visto desde el transbordador espacial Atlantis STS-125

Telescopio espacial Hubble ( KTX; telescopio espacial Hubble, HST; código de observatorio "250") - en órbita alrededor de , que lleva el nombre de Edwin Hubble. El Telescopio Hubble es un proyecto conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Europea; Es uno de los grandes observatorios de la NASA.

Colocar un telescopio en el espacio permite detectar radiación electromagnética en rangos en los que la atmósfera terrestre es opaca; principalmente en el rango infrarrojo. Debido a la ausencia de influencia atmosférica, la resolución del telescopio es entre 7 y 10 veces mayor que la de un telescopio similar ubicado en la Tierra.

Historia

Antecedentes, conceptos, primeros proyectos.

La primera mención del concepto de telescopio orbital se encuentra en el libro “Rocket in Interplanetary Space” de Hermann Oberth ( Die Rakete zu den Planetenraumen ), publicado en 1923.

En 1946, el astrofísico estadounidense Lyman Spitzer publicó el artículo "Las ventajas astronómicas de un observatorio extraterrestre" ( Ventajas astronómicas de un observatorio extraterrestre ). El artículo destaca dos ventajas principales de un telescopio de este tipo. En primer lugar, su resolución angular estará limitada únicamente por la difracción y no por los flujos turbulentos en la atmósfera; en ese momento, la resolución de los telescopios terrestres estaba entre 0,5 y 1,0 segundos de arco, mientras que el límite de resolución de difracción teórica para un telescopio en órbita con un espejo de 2,5 metros es de aproximadamente 0,1 segundos. En segundo lugar, el telescopio espacial pudo observar en los rangos infrarrojo y ultravioleta, en los que la absorción de radiación por la atmósfera terrestre es muy significativa.

Spitzer dedicó una parte importante de su carrera científica a hacer avanzar el proyecto. En 1962, un informe publicado por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos recomendó que se incluyera el desarrollo de un telescopio en órbita en el programa espacial, y en 1965 Spitzer fue nombrado jefe de un comité encargado de definir los objetivos científicos de un gran telescopio espacial.

La astronomía espacial comenzó a desarrollarse después del final de la Segunda Guerra Mundial. En 1946, se obtuvo por primera vez el espectro ultravioleta. En 1962, el Reino Unido lanzó un telescopio orbital para la investigación solar como parte del programa Ariel, y en 1966 la NASA lanzó el primer observatorio orbital OAO-1 al espacio. La misión no tuvo éxito debido a un fallo de la batería tres días después del lanzamiento. En 1968 se lanzó el OAO-2, que realizó observaciones de radiación ultravioleta hasta 1972, superando significativamente su vida útil de 1 año.

Las misiones OAO sirvieron como una clara demostración del papel que podían desempeñar los telescopios en órbita, y en 1968 la NASA aprobó un plan para construir un telescopio reflector con un espejo de 3 m de diámetro. El proyecto recibió el nombre en código LST (. Gran telescopio espacial). El lanzamiento estaba previsto para 1972. El programa enfatizó la necesidad de realizar expediciones tripuladas periódicas para mantener el telescopio con el fin de garantizar el funcionamiento a largo plazo del costoso instrumento. El programa del Transbordador Espacial que se estaba desarrollando paralelamente daba esperanzas de obtener las oportunidades correspondientes.

La lucha por financiar el proyecto

Debido al éxito del programa JSC, existe consenso en la comunidad astronómica de que construir un gran telescopio orbital debería ser una prioridad. En 1970, la NASA estableció dos comités, uno para estudiar y planificar aspectos técnicos y el segundo para desarrollar un programa de investigación científica. El siguiente gran obstáculo fue la financiación del proyecto, cuyos costes se esperaba que superaran el coste de cualquier telescopio terrestre. El Congreso de los Estados Unidos cuestionó muchas de las estimaciones propuestas y recortó significativamente los créditos, que inicialmente implicaban una investigación a gran escala sobre los instrumentos y el diseño del observatorio. En 1974, como parte de un programa de recortes presupuestarios iniciado por el presidente Ford, el Congreso canceló por completo la financiación del proyecto.

En respuesta, los astrónomos lanzaron una amplia campaña de lobby. Muchos astrónomos se reunieron personalmente con senadores y congresistas, y también se enviaron varias cartas de gran tamaño en apoyo del proyecto. La Academia Nacional de Ciencias publicó un informe que enfatiza la importancia de construir un gran telescopio en órbita y, como resultado, el Senado acordó asignar la mitad del presupuesto aprobado originalmente por el Congreso.

Los problemas económicos provocaron recortes, entre los que destaca la decisión de reducir el diámetro del espejo de 3 a 2,4 metros para reducir costes y conseguir un diseño más compacto. También se canceló el proyecto de un telescopio con un espejo de un metro y medio, que se suponía que se lanzaría con el fin de probar y probar los sistemas, y se decidió cooperar con la Agencia Espacial Europea. La ESA acordó participar en la financiación, así como proporcionar una serie de instrumentos para el observatorio, a cambio de que los astrónomos europeos reserven al menos el 15% del tiempo de observación. En 1978, el Congreso aprobó una financiación de 36 millones de dólares e inmediatamente después comenzó el trabajo de diseño a gran escala. La fecha de lanzamiento estaba prevista para 1983. A principios de los años 80, el telescopio recibió el nombre de Edwin Hubble.

Organización del diseño y construcción.

El trabajo de creación del telescopio espacial se dividió entre muchas empresas e instituciones. El Centro Espacial Marshall fue responsable del desarrollo, diseño y construcción del telescopio, el Centro de Vuelos Espaciales Goddard fue responsable de la gestión general del desarrollo de instrumentos científicos y fue elegido como centro de control en tierra. El Centro Marshall contrató a Perkin-Elmer para diseñar y fabricar el sistema óptico del telescopio ( Conjunto de telescopio óptico - OTA) y sensores de guiado de precisión. Lockheed Corporation recibió el contrato de construcción del telescopio.

Fabricación del sistema óptico.

Pulido del espejo primario del telescopio, Laboratorio Perkin-Elmer, mayo de 1979

El espejo y el sistema óptico en su conjunto fueron las partes más importantes del diseño del telescopio y se les impusieron requisitos especialmente estrictos. Normalmente, los espejos de los telescopios se fabrican con una tolerancia de aproximadamente una décima parte de la longitud de onda de la luz visible, pero como el telescopio espacial estaba destinado a observar desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano, y la resolución tenía que ser diez veces mayor que la del telescopio terrestre, Instrumentos basados en, la tolerancia de fabricación de su espejo primario se estableció en 1/20 de la longitud de onda de la luz visible, o aproximadamente 30 nm.

La empresa Perkin-Elmer pretendía utilizar nuevas máquinas de control numérico por ordenador para producir un espejo de una forma determinada. Se contrató a Kodak para fabricar un espejo de repuesto utilizando métodos de pulido tradicionales en caso de problemas imprevistos con tecnologías no probadas (el espejo fabricado por Kodak se exhibe actualmente en el museo del Instituto Smithsonian). Las obras del espejo principal comenzaron en 1979, utilizando vidrio con un coeficiente de expansión térmica ultrabajo. Para reducir el peso, el espejo constaba de dos superficies, inferior y superior, conectadas por una estructura de celosía de estructura alveolar.

Espejo de respaldo del telescopio, Museo Smithsonian del Aire y el Espacio, Washington DC

Los trabajos de pulido del espejo continuaron hasta mayo de 1981, pero no se cumplieron los plazos originales y se superó considerablemente el presupuesto. Los informes de la NASA de la época expresaron dudas sobre la competencia de la dirección de Perkin-Elmer y su capacidad para completar con éxito un proyecto de tal importancia y complejidad. Para ahorrar dinero, la NASA canceló el pedido del espejo de respaldo y trasladó la fecha de lanzamiento a octubre de 1984. El trabajo finalmente se completó a finales de 1981, después de aplicar una capa reflectante de aluminio de 75 nm de espesor y una capa protectora de fluoruro de magnesio de 25 nm de espesor.

A pesar de esto, persistieron las dudas sobre la competencia de Perkin-Elmer, ya que la fecha de finalización de los componentes restantes del sistema óptico se retrasaba constantemente y el presupuesto del proyecto crecía. La NASA describió el cronograma de la compañía como "incierto y cambia diariamente" y retrasó el lanzamiento del telescopio hasta abril de 1985. Sin embargo, se siguió incumpliendo los plazos, el retraso creció en promedio un mes cada trimestre y en la etapa final creció un día cada día. La NASA se vio obligada a posponer el lanzamiento dos veces más, primero hasta marzo y luego hasta septiembre de 1986. En ese momento, el presupuesto total del proyecto había aumentado a 1.175 millones de dólares.

Astronave

Las etapas iniciales de los trabajos en la nave espacial, 1980.

Otro difícil problema de ingeniería fue la creación de un aparato portador para el telescopio y otros instrumentos. Los requisitos principales eran la protección del equipo contra cambios constantes de temperatura durante el calentamiento por la luz solar directa y el enfriamiento por la sombra de la Tierra, y una orientación particularmente precisa del telescopio. El telescopio está montado dentro de una cápsula de aluminio liviana, que está cubierta con aislamiento térmico multicapa, lo que garantiza una temperatura estable. La rigidez de la cápsula y la fijación de los instrumentos la proporciona un marco espacial interno de fibra de carbono.

Aunque la nave espacial tuvo más éxito que el sistema óptico, Lockheed también se retrasó un poco y superó el presupuesto. En mayo de 1985, los sobrecostos ascendieron a aproximadamente el 30% del volumen original y el retraso con respecto al plan fue de tres meses. Un informe elaborado por el Centro Espacial Marshall señala que la empresa no mostró iniciativa a la hora de realizar el trabajo y prefirió confiar en las instrucciones de la NASA.

Coordinación de investigaciones y control de vuelos.

En 1983, después de cierto enfrentamiento entre la NASA y la comunidad científica, se creó el Instituto Científico del Telescopio Espacial. El instituto está gestionado por la Asociación de Universidades para la Investigación Astronómica ( Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía ) (AURA) y está ubicado en el campus de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. La Universidad Hopkins es una de las 32 universidades estadounidenses e instituciones extranjeras que son miembros de la asociación. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial es responsable de organizar el trabajo científico y brindar a los astrónomos acceso a los datos obtenidos; La NASA quería mantener estas funciones bajo su control, pero los científicos prefirieron transferirlas a instituciones académicas.

El Centro de Coordinación del Telescopio Espacial Europeo se fundó en 1984 en Garching, Alemania, para proporcionar instalaciones similares a los astrónomos europeos.

El control del vuelo se confió al Centro de Vuelos Espaciales Goddard, ubicado en Greenbelt, Maryland, a 48 kilómetros del Instituto Científico del Telescopio Espacial. El funcionamiento del telescopio es supervisado las 24 horas del día por turnos por cuatro grupos de especialistas. El soporte técnico lo proporciona la NASA y las empresas contratistas a través del Centro Goddard.

Lanzamiento y primeros pasos

Lanzamiento del transbordador Discovery con el telescopio Hubble a bordo

Inicialmente estaba previsto que el telescopio fuera puesto en órbita en octubre de 1986, pero el 28 de enero el programa del transbordador espacial fue suspendido durante varios años y el lanzamiento tuvo que posponerse.

Durante todo este tiempo, el telescopio estuvo almacenado en una habitación con una atmósfera purificada artificialmente y sus sistemas a bordo estaban parcialmente encendidos. Los costos de almacenamiento fueron de aproximadamente $6 millones por mes, lo que aumentó aún más el costo del proyecto.

El retraso forzoso permitió realizar una serie de mejoras: se sustituyeron los paneles solares por otros más eficientes, se modernizaron el complejo informático de a bordo y los sistemas de comunicación y se cambió el diseño de la carcasa protectora de popa para facilitar el mantenimiento del telescopio. Además, el software para controlar el telescopio no estaba listo en 1986 y, de hecho, no estuvo finalizado hasta su lanzamiento en 1990.

Tras la reanudación de los vuelos del transbordador en 1988, el lanzamiento finalmente se programó para 1990. Antes del lanzamiento, el polvo acumulado en el espejo se eliminó utilizando nitrógeno comprimido y todos los sistemas se probaron minuciosamente.

El Telescopio Espacial Hubble (HST, HST, código de observatorio “250”) es un observatorio automático en órbita alrededor de , que lleva el nombre de Edwin Hubble. El telescopio Hubble es un proyecto conjunto con la Agencia Espacial Europea; es uno de los grandes observatorios de la NASA.

La NASA, utilizando el Telescopio Espacial Hubble, obtuvo un vídeo de la colisión de materia dentro de chorros (chorros relativistas en los que las partículas aceleran a velocidades cercanas a la luz, aproximadamente […]
La quinta expedición del ruso Gennady Padalka comenzó el 27 de marzo. Si el aterrizaje de la cápsula de descenso de la nave espacial Soyuz TMA-16M se realiza según lo previsto el 11 de septiembre, entonces el tiempo total de vuelo del cosmonauta […]
Esta imagen, tomada por la NASA y el Telescopio Hubble de la Agencia Espacial Europea, muestra el paisaje resplandeciente de uno de los más […]
La NASA presentará los resultados de nuevos hallazgos relacionados con los agujeros negros en una conferencia de prensa, que tendrá lugar hoy, 27 de febrero. En la conferencia de prensa, que comenzará hoy a las 18:00 horas […]
El dispositivo está equipado con la cámara HiRISE más potente presente en la órbita marciana y ha estado fotografiando Marte desde 2006. Cuando los científicos compararon fotografías de las mismas regiones, pero […]
La sonda espacial fue puesta en órbita el 7 de septiembre a las 07:27 hora de Moscú utilizando el vehículo de lanzamiento Minotaur-5 de la NASA. LADEE estaba en órbita terrestre, donde “esperaba” un lugar adecuado […]
En un futuro próximo, las aerolíneas estadounidenses podrían ahorrar más de 250 mil millones de dólares gracias a los desarrollos de tecnología ecológica de la NASA durante los últimos 6 años. Al respecto […]
Los científicos de la NASA han obtenido una instantánea de un escenario probable para el desarrollo del sistema solar. El telescopio Hubble fotografió la estrella Campbell, que se encuentra en las etapas finales de la evolución de un cuerpo celeste. […]
La grave crisis política en Estados Unidos, surgida por la falta de acuerdo en el parlamento, amenaza los proyectos espaciales del país. Debido al cierre presupuestario, la Dirección Nacional de […]

Un cohete Delta II con el telescopio orbital Kepler en la plataforma de lanzamiento. Foto del sitio web de la NASA.

El sábado a las 06:49 hora de Moscú se lanzó desde el Centro Espacial de Cabo Cañaveral, en Florida, el telescopio orbital Kepler, diseñado para buscar exoplanetas. El dispositivo fue puesto en órbita por un vehículo de lanzamiento Delta II. El mensaje sobre el lanzamiento del dispositivo se encuentra en el sitio web de la NASA.

La misión Kepler durará tres años y medio. Durante todo este tiempo observará alrededor de 100 mil estrellas similares al Sol, alrededor de las cuales pueden orbitar exoplanetas. El dispositivo buscará planetas ubicados fuera del sistema solar utilizando el método de tránsito. Cuando un planeta pasa a través del disco de su estrella, bloquea parte de su radiación al observador. Al analizar las variaciones en el brillo de las estrellas, los astrónomos no sólo pueden encontrar planetas, sino también estimar aproximadamente su tamaño.

Kepler orbitará alrededor del Sol a una altitud de una unidad astronómica (UA). A.e. igual a 150 millones de kilómetros e igual a la distancia de la Tierra al Sol. De hecho, Kepler seguirá la trayectoria de nuestro planeta mientras orbita alrededor del Sol. Esta posición permite al telescopio monitorear constantemente las mismas estrellas. El telescopio Hubble, por ejemplo, carece de esta ventaja.

Actualmente, los astrónomos han descubierto más de 300 exoplanetas. La mayoría de ellos son gigantes gaseosos como Júpiter. En tales planetas, los organismos del tipo de la Tierra no pueden desarrollarse, y es la habitabilidad de los ecoplanetas lo que, en última instancia, interesa a los científicos. Kepler podrá encontrar planetas más pequeños y más habitables.

Telescopio Kepler en funcionamiento. Imagen de nasa.gov

Otras Tierras

La NASA lanza un telescopio para buscar planetas terrestres

Temprano en la mañana del 7 de marzo de 2009, se lanzó el telescopio orbital Kepler desde el Centro Espacial de Cabo Cañaveral en Florida. Mucho antes de esta fecha, aparecieron en muchos medios informes sobre el futuro lanzamiento. Es comprensible que la prensa preste mucha atención al telescopio: buscará planetas similares a la Tierra en el espacio profundo.

De repente

Para detectar exoplanetas (planetas fuera del sistema solar), Kepler utilizará el llamado método de tránsito. Cuando un planeta atraviesa el disco de su estrella, bloquea parte de su radiación. El nuevo telescopio buscará precisamente estas luminarias que "parpadean". Al analizar los parámetros del guiño, los astrónomos podrán conocer algunas de las características de los exoplanetas encontrados.

En función de la frecuencia de las fluctuaciones de brillo, se puede determinar el período orbital del planeta y la altitud de su órbita. Esta información, junto con los datos sobre la temperatura de la estrella, permitirá a los científicos calcular qué tan caliente está el exoplaneta. Además, al conocer la longitud de la órbita, los astrónomos pueden utilizar la tercera ley de Kepler, que da nombre al telescopio, para determinar la masa del planeta. La cantidad de radiación estelar que bloquea dará a los investigadores información sobre su tamaño.

Los científicos están interesados principalmente en pequeños planetas que orbitan en la zona habitable de sus estrellas. La zona habitable es un segmento estrecho de espacio alrededor de una estrella, una vez dentro del cual un planeta puede ser teóricamente adecuado para la supervivencia de organismos del tipo de la Tierra. En el caso de estrellas similares al Sol (es decir, las que serán consideradas principalmente por los científicos), la zona habitable estará a una distancia de aproximadamente una unidad astronómica de la estrella. Es decir, la distancia del exoplaneta a la estrella corresponderá aproximadamente a la distancia de la Tierra al Sol.

muchos problemas

Parece que el método del tránsito es ideal para encontrar nuevos mundos, y no está claro por qué con su ayuda sólo se ha encontrado alrededor del 15 por ciento de los exoplanetas (los astrónomos conocen actualmente alrededor de 350 planetas que orbitan alrededor de estrellas distantes). El método parece muy simple en palabras, pero tiene una serie de limitaciones y su uso eficaz requiere una tecnología muy sensible.

Incluso los planetas grandes (el punto del lado derecho de la estrella en la figura) provocan cambios menores en el brillo de la estrella. Imagen de nasa.gov

La búsqueda de exoplanetas (especialmente los pequeños) mediante el método del tránsito no es una tarea trivial simplemente porque el cambio en el brillo de una estrella cuando un planeta pasa por ella es mínimo. La Tierra bloquearía sólo el 0,008 por ciento de la luz del Sol a un observador en el espacio profundo. Estas pequeñas perturbaciones pueden ocurrir por diversas razones. Por ejemplo, pueden deberse a la aparición de manchas en la estrella en estudio.

Las oscilaciones "correctas", es decir, las oscilaciones provocadas por el paso de un planeta a través del disco de una estrella, deben ser periódicas. Por lo tanto, antes de atribuir al “guiño” una naturaleza exoplanetaria, los astrónomos necesitan detectar cambios de brillo con características similares varias veces. Para los planetas terrestres y las estrellas similares al Sol, el período orbital es de aproximadamente un año. Es decir, tendrás que seguir las estrellas que “guiñan” durante varios años. Al mismo tiempo, la probabilidad de perderse el momento mismo del tránsito del planeta es muy alta: la duración de este evento es de varias horas.

Además de todas estas dificultades, el método del tránsito sólo es adecuado para una muestra muy limitada de estrellas. Para que un telescopio note un cambio en el brillo de una estrella, la órbita del planeta que la orbita debe estar orientada de una manera estrictamente definida. Según los cálculos, este requisito se cumple en promedio con una estrella entre cien.

Todo de una vez y sin problemas

Los diseñadores de la misión Kepler intentaron tener en cuenta todas estas complejidades. La sensibilidad de su telescopio es suficiente para detectar cambios mínimos de brillo. Según los ingenieros, Kepler puede ver una mosca pasar junto a los faros de un coche a varios kilómetros de distancia. Para no perderse el tránsito del planeta, Kepler observará el cielo estrellado casi continuamente. El telescopio tomará lecturas cada media hora. Dado que se encuentra fuera de la atmósfera terrestre, las condiciones climáticas y los ciclos día/noche no interferirán con las mediciones.

La órbita de Kepler se elige de modo que su campo de visión no sea invadido periódicamente por la Luna y el Sol. Científicamente hablando, el campo de visión del nuevo telescopio se encuentra fuera del plano de la eclíptica.

En esta región de la Vía Láctea, el telescopio Kepler buscará exoplanetas terrestres. Imagen de Jon Lomberg de nasa.gov. Haga clic en la imagen para ampliar la imagen.

En su movimiento alrededor del Sol, Kepler seguirá a la Tierra, alejándose gradualmente de ella. El telescopio completará una revolución en aproximadamente 372,5 días. Una ventaja adicional de esta posición es la ausencia de par causado por la influencia gravitacional de la Tierra (dado que la forma de nuestro planeta no es ideal, los satélites se sienten atraídos hacia la Tierra de forma ligeramente diferente en diferentes partes de ella). Otra ventaja de una órbita “independiente” de la Tierra es un nivel estable de radiación solar. Los cambios constantes en la cantidad de luz solar que incide sobre el aparato debido a la sombra de la Tierra podrían provocar interferencias en el funcionamiento de los instrumentos.

En comparación con otros telescopios, Kepler tiene un campo de visión muy amplio. Examinará un área del cielo que corresponde aproximadamente al área de la palma de una mano extendida; su tamaño será de 105 grados cuadrados. Otros telescopios orbitales, incluido el famoso Hubble, no tienen tanta amplitud de visión. Están diseñados para estudiar las zonas más distantes del espacio y el tamaño del área estudiada no es tan importante para ellos.

La región del espacio que Kepler contemplará durante tres años y medio tampoco fue elegida por casualidad. El telescopio del aparato apuntará a una sección del cielo situada entre las constelaciones Cygnus y Lyra. Los astrónomos estiman que hay alrededor de 4,5 millones de estrellas en esta parte del cielo. La mayoría de ellas son similares a nuestro Sol: son estrellas relativamente frías y de mediana edad. Las zonas habitables se encuentran a poca distancia, por lo que Kepler podrá ver el tránsito de planetas "adecuados". Los planetas potencialmente habitables de estrellas gigantes jóvenes están tan distantes que ni siquiera los muy sensibles detectores de Kepler notarán un cambio en el brillo de la estrella cuando pasan a través de su disco.

Para superar los desafíos de la búsqueda de exoplanetas utilizando el método de tránsito, los diseñadores de la misión utilizaron "poder científico bruto", dijo Natalie Batalha de la Universidad Estatal de San José, que trabaja en el telescopio. "Se trata de números", añadió.

Un amplio campo de visión, observaciones continuas y una gran cantidad de estrellas candidatas permiten evitar factores como un pequeño porcentaje de estrellas adecuadas. Los detectores avanzados de Kepler deberían poder detectar el más mínimo guiño, y la duración de tres años de la misión permitirá a los astrónomos confirmar que el planeta es el culpable.

Kepler obtendrá sus primeros resultados en apenas unos meses. La lista de nuevos exoplanetas se complementará primero con los "Júpiter calientes" que orbitan sus estrellas a corta distancia. Un año en estos planetas puede durar sólo unos pocos días, lo que significa que los científicos pueden comprobar rápidamente que la estrella se desvanece periódicamente precisamente a causa de ellos. Se necesitarán varios años para detectar planetas terrestres de forma fiable.

Dependiendo de cuán típicos sean los planetas similares a la Tierra (es decir, planetas cuyo radio oscila entre la mitad y dos radios de la Tierra) en nuestro Universo, los científicos esperan encontrar entre 50 y varios cientos de ellos.

Sobre la velocidad del progreso

Los astrónomos descubrieron el primer planeta fuera del sistema solar en 1995. Actualmente se conocen más de trescientos planetas de este tipo y dentro de tres años descubriremos con qué frecuencia se encuentran planetas similares a la Tierra entre los exoplanetas. Finalmente, los científicos y simplemente aquellos a quienes les gusta especular sobre "si hay vida en Marte" tendrán datos reales que podrán utilizar al hacer pronósticos. Y aunque Kepler no dará una respuesta definitiva a la pregunta de nuestra soledad en el Universo, sí podrá reforzar significativamente el peso de los argumentos a favor o en contra.

Si la mayoría de los planetas del universo son aproximadamente del tamaño de la Tierra, los científicos esperan encontrar unos 50 planetas similares a la Tierra. Si los planetas son en su mayoría más grandes que la Tierra (aproximadamente 1,3 veces el radio), los astrónomos esperan ver unos 185 planetas. Si el radio de un planeta típico es 2,2 veces el radio de la Tierra, aparecerán 640 nuevos planetas terrestres en los mapas estelares. Todos los cálculos se basan en el supuesto de que sólo un planeta similar a la Tierra orbita alrededor de la estrella.

Los investigadores, que llevan el nombre de James Webb, deberán trabajar lo más rápido posible y tener en cuenta la corta vida útil del observatorio orbital multimillonario. ¿A qué se dirigirá primero su mirada?

Construido en colaboración con las agencias espaciales europea y canadiense, el telescopio Webb será el observatorio más grande, poderoso y costoso de la NASA en la historia. Su creación costó 9 mil millones de dólares y su lanzamiento está previsto para el verano de 2019.

A diferencia de su famoso predecesor, el Telescopio Espacial Hubble, que fue diseñado para recolectar luz visible y ultravioleta, Webb está optimizado para observar el espacio en el infrarrojo.

Los ojos infrarrojos de Webb lo convierten en un escáner de rayos X, un espectrómetro de masas y una máquina del tiempo, todo en uno. Puede mirar a través de los crujientes y polvorientos eones del espacio para explorar mucho de lo que los astrónomos que utilizan el Hubble y otros telescopios apenas han comenzado a observar.

La diferencia entre Hubble y Webb también es la durabilidad, con múltiples misiones de reparación que llevaron al primero a su cuarta década en órbita baja. Pero Webb estará ubicado fuera del alcance de fácil mantenimiento y programado para 5 años de servicio. La duración máxima del combustible es de 10 años; es necesario para las maniobras. El telescopio debe estar siempre a la sombra de nuestro planeta para no sobrecalentarse.

Curva de aprendizaje del telescopio Webb

"Webb tiene una vida útil limitada y representa una enorme inversión intelectual, financiera y tecnológica, por lo que necesitamos conocer rápidamente sus capacidades", afirma Ken Sembach, director del Instituto Científico del Telescopio Espacial (STScI). "Va a ser una curva de aprendizaje pronunciada".

Cientos de investigadores que han pasado décadas desarrollando el hardware, el software y los objetivos científicos centrales del telescopio serán los primeros en escalar esta curva de aprendizaje. A cada miembro de este equipo de élite se le garantiza una pequeña pero significativa parte del tiempo total de Webb en el primer año de observaciones del telescopio (llamado "Ciclo 1"). Estos resultados iniciales podrían ayudar al resto de los astrónomos del mundo.

Explorando la juventud del universo

Webb podrá ver los mayores cúmulos de galaxias, que son tan masivos que deforman el espacio circundante, formando enormes "Lentes Gravitacionales" que magnifican la tenue luz de las galaxias nacidas menos de mil millones de años después del Big Bang. De esta forma, es posible estudiar los primeros períodos de la vida del Universo.

Detectar exoplanetas y mapearlos

A pesar de que el telescopio Webb fue creado principalmente para estudiar galaxias distantes, su mirada también puede dirigirse a sistemas estelares vecinos para buscar exoplanetas.

Los astrónomos podrán detectar vapor de agua, metano y otros gases incluso cuando un planeta pase por delante de su estrella.

Uno de los equipos planea estudiar las lunas de Júpiter y Saturno, incluida la famosa Encelaad.