Una nueva nave espacial de la NASA llamada Pandora fue lanzada el 11 de enero para estudiar las atmósferas de los exoplanetas, o los mundos que están más allá de nuestro sistema solar, y sus estrellas.
Viajan con ella dos satélites del tamaño de una caja de zapatos llamados Telescopio de Apertura Codificada para Agujeros Negros (BlackCAT, por su acrónimo en inglés) y CubeSat de Investigación de Actividades Estrella-Planeta (SPARCS, por sus siglas en inglés), conforme la NASA avanza en sus innovaciones con ambiciosas misiones científicas que adoptan enfoques creativos y de bajo costo para responder preguntas como: “¿Cómo funciona el universo?” y “¿Estamos solos?”.
Las tres misiones despegaron a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX desde el Complejo de Lanzamientos Espaciales 4 Este en la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California a las 8:44 a. m. hora estándar del este (5:44 a. m. hora estándar del Pacífico) el domingo 11 de enero.
“El objetivo de Pandora es desentrañar las señales atmosféricas de los planetas y las estrellas utilizando luz visible y del infrarrojo cercano”, dijo Elisa Quintana, investigadora principal de la misión Pandora en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Esta información puede ayudar a los astrónomos a determinar si los elementos y compuestos detectados provienen de la estrella o del planeta, lo cual representa un paso importante a medida que buscamos señales de vida en el cosmos”.
BlackCAT y SPARCS son pequeños satélites que estudiarán el universo transitorio de alta energía y la actividad de las estrellas de baja masa, respectivamente.
Pandora observará los planetas a medida que pasan frente a sus estrellas —eventos denominados tránsitos— como los vemos desde nuestra perspectiva.
A medida que la luz de las estrellas pasa a través de la atmósfera de un planeta, interactúa con sustancias como el agua y el oxígeno que absorben longitudes de onda características, añadiendo sus huellas químicas a esta señal.
Pero, aunque solo una pequeña fracción de la luz de la estrella roza el planeta, los telescopios también recogen el resto de la luz emitida por el lado opuesto de la estrella. Las superficies estelares pueden presentar regiones más brillantes y oscuras que crecen, se encogen y cambian de posición con el tiempo, suprimiendo o aumentando las señales de las atmósferas planetarias. Para añadir una complicación adicional, algunas de estas regiones pueden contener los mismos compuestos químicos que los astrónomos esperan encontrar en la atmósfera del planeta, como vapor de agua.
Todos estos factores hacen que sea difícil estar seguros de que las moléculas importantes detectadas provienen solo del planeta.
Pandora ayudará a abordar este problema proporcionando un estudio en profundidad de al menos 20 exoplanetas y sus estrellas anfitrionas durante su año inicial. Este satélite observará cada planeta y su estrella 10 veces, y cada observación durará un total de 24 horas. Muchos de estos mundos se encuentran entre los más de 6.000 planetas descubiertos por misiones como el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS, por sus siglas en inglés) de la NASA.
Pandora recogerá luz visible e infrarroja del espectro cercano utilizando un novedoso telescopio de aluminio de 45 centímetros (17 pulgadas) de ancho, desarrollado conjuntamente por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y Corning Incorporated en Keene, New Hampshire. El detector de infrarrojo cercano de Pandora es un repuesto desarrollado para el telescopio espacial James Webb de la NASA.
Cada periodo largo de observaciones capturará la luz de una estrella tanto antes como durante un tránsito y ayudará a determinar cómo las características de la superficie estelar tienen impacto en las mediciones.
“Estos intensos estudios de sistemas individuales son difíciles de programar en misiones que tienen una gran demanda, como Webb”, dijo el ingeniero Jordan Karburn, subdirector de proyectos de Pandora en Livermore. “También se necesitan las mediciones simultáneas en diferentes longitudes de onda para distinguir la señal de la estrella de la del planeta. Las observaciones fijas de larga duración con ambos detectores son fundamentales para rastrear los orígenes exactos de los elementos y compuestos que los científicos consideran que son indicadores de una posible habitabilidad”.
Pandora es el primer satélite en ser lanzado en el programa Pioneros en Astrofísica de la agencia, el cual busca llevar a cabo investigaciones astrofísicas de gran interés a un costo menor mientras capacita a la próxima generación de líderes en ciencia espacial.
Tras su lanzamiento hacia la órbita terrestre baja, Pandora ahora será sometido a un mes de puesta en marcha antes de embarcarse en su misión principal de un año. Todos los datos de la misión estarán a disposición del público.
“La misión Pandora es un nuevo y audaz capítulo en la exploración de exoplanetas”, dijo Daniel Apai, profesor de astronomía y ciencias planetarias en la Universidad de Arizona en Tucson, donde tiene su sede el centro de operaciones de la misión. “Es el primer telescopio espacial construido específicamente para estudiar en detalle la luz de las estrellas, filtrada a través de las atmósferas de los exoplanetas. Los datos de Pandora ayudarán a los científicos a interpretar los resultados de misiones pasadas y actuales, como las de los telescopios espaciales Kepler y Webb de la NASA. Y guiará futuros proyectos en su búsqueda de mundos habitables”.
Las misiones BlackCAT y SPARCS fueron lanzadas junto a Pandora por medio del programa CubeSat de Astrofísica de la NASA, esta última con el respaldo de la Iniciativa de Lanzamiento de CubeSat de la Agencia.
Los CubeSats son una clase de nanosatélites que vienen en tamaños que son múltiplos de un cubo estándar que mide 10 centímetros (3,9 pulgadas) de ancho. Tanto BlackCAT como SPARCS miden 30 por 20 por 10 centímetros (11,8 por 7,8 por 3,9 pulgadas). Los CubeSats están diseñados para proporcionar un acceso rentable al espacio a fin de poner a prueba nuevas tecnologías y educar a científicos e ingenieros que inician su carrera profesional, al tiempo que ofrecen una ciencia atractiva.
La misión BlackCAT utilizará un telescopio de campo amplio y un nuevo tipo de detector de rayos X para estudiar explosiones cósmicas poderosas como los estallidos de rayos gamma, particularmente los del universo primitivo, y otros eventos cósmicos fugaces. Se unirá a la red de misiones de la NASA que observan estos cambios. Abe Falcone, de la Universidad Estatal de Pensilvania en University Park, donde fue diseñado y construido el satélite, lidera esta misión, que cuenta con contribuciones del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México. Kongsberg NanoAvionics US proporcionó la plataforma de la nave espacial.
El CubeSat SPARCS monitoreará las erupciones y otras actividades de las estrellas de baja masa utilizando luz ultravioleta para determinar cómo estas afectan el entorno espacial alrededor de los planetas que están en su órbita. Evgenya Shkolnik, de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, lidera la misión con la participación del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California. Además de proporcionar apoyo científico, JPL desarrolló los detectores de ultravioleta y la electrónica relacionada con la misión. Blue Canyon Technologies fabricó la plataforma de la nave espacial.
La misión Pandora está dirigida por el centro Goddard de la NASA. Livermore proporciona la gestión e ingeniería del proyecto de la misión. El telescopio de Pandora fue fabricado por Corning y desarrollado en colaboración con Livermore, el cual también desarrolló los conjuntos de detectores de imágenes, la electrónica de control de la misión y todos los subsistemas térmicos y mecánicos de apoyo. El sensor de infrarrojo cercano fue proporcionado por el centro Goddard de la NASA. Blue Canyon Technologies proporcionó la plataforma y llevó a cabo el ensamblaje, la integración y las pruebas ambientales de la nave espacial. El Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, llevará a cabo el procesamiento de datos de la misión. El centro de operaciones de la misión Pandora se encuentra en la Universidad de Arizona, y una gran cantidad de universidades adicionales apoyan al equipo científico.
Por Jeanette Kazmierczak
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland
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