El cielo de Teruel, clave para el éxito de la misión espacial Arrakihs, primera que lidera España en la ESA

El cielo de Teruel y el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (Cefca) van a ser fundamentales para el éxito de la misión espacial Arrakihs, la primera del Programa Científico de la Agencia Espacial Europea (ESA) que lidera España. Representantes del Cefca y del Instituto de Física de Cantabria (IFCA CSIC-UC) presentaron este viernes en el Observatorio Astrofísico de Javalambre (OAJ), en el Pico del Buitre, el demostrador en tierra del telescopio que se ha instalado para hacer un testeo de su funcionamiento cuando su réplica orbite sobre el planeta en un satélite. La misión está previsto que se lance al espacio en el año 2030 y su instrumental constará de dos telescopios binoculares similares al que ahora va a tomar los primeros datos desde el suelo.

El objetivo de este demostrador de tierra del telescopio espacial, que ha costado algo menos de medio millón de euros y que ha desarrollado la empresa española Satlantis, es poder testear su funcionamiento y validar las estrategias de observación que se llevarán a cabo una vez se lance la misión espacial. De esa forma se podrá garantizar previamente la viabilidad de los aspectos críticos de esta misión, cuyo objetivo será el estudio de la formación de galaxias así como la materia oscura.

El telescopio instalado en el edificio de monitores del OAJ es una cámara binocular denominada iSIM-170, una de cuyas lentes es óptica y la otra observa en infrarrojo, según explicaron a la prensa durante la presentación de este instrumento de observación, tanto el director del IFCA CSIC-UC, Patricio Vielva, y la investigadora de esta institución y coordinadora de la oficina de proyecto de la misión, Biuse Casaponsa, como el astrofísico del Cefca Antonio Marín-Franch, responsable del OAJ y miembro del equipo central de trabajo de la misión Arrakihs (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys). El Cefca es uno de los centros de investigación españoles que participa en este proyecto.

La misión Arrakihs está pendiente de su confirmación definitiva por parte de la ESA, que la ha seleccionado pero deberá decidir el próximo año si se ejecuta, para lo cual son fundamentales las pruebas que se van a hacer desde tierra con el demostrador que se ha instalado en el Observatorio de Javalambre.

El instrumental instalado en el edificio de monitores del OAJ son dos telescopios que van juntos a modo de binoculares, y cada uno de los cuales dispone de una cámara propia. Uno de ellos permitirá observar en el espectro visible y el otro en el infrarrojo cercano.

Lo que se lanzará al espacio, previsiblemente dentro de cinco años, será un instrumento similar aunque doble, es decir, constará de cuatro telescopios. Ahora con el modelo instalado en tierra se hará un testeo de su funcionamiento y a través de las observaciones que se hagan permitirá hacer una validación tanto de las estrategias de observación como del análisis de los datos. Al hacerlo con anterioridad al lanzamiento, garantizará que no surjan contratiempos cuando el equipo esté orbitando en el espacio.

Garantía de la misión

La investigadora Biuse Casaponsa incidió en las ventajas que supone poder testar el equipo antes de su lanzamiento, además de que es la garantía para que la ESA apruebe definitivamente la misión.

La cámara binocular con los dos telescopios de que consta han sido adquiridos por el Instituto de Física de Cantabria, cuyo director explicó que ha tenido un coste de aproximadamente medio millón de euros. La empresa encargada de su construcción, Satlantis, forma parte de la colaboración científica de esta misión, que engloba a investigadores de varios países (España, Austria, Bélgica, Portugal, Noruega, Reino Unido, Suecia y Suiza), si bien está liderada por España a través del IFCA CSIC-UC.

Casaponsa destacó la importancia del trabajo que se va a hacer en el OAJ porque el proyecto está en la fase de definición final, y la ESA “tomará la decisión de si se adopta la misión el año que viene”, aunque los responsables se muestran convencidos de que así será por la calidad del instrumento de observación y los primeros datos que se han tomado con él.

Patricio Vielva explicó que cuando se reciba el visto bueno definitivo de la ESA para el lanzamiento del satélite al espacio, el coste de lo que es la carga útil de la misión será de unos 40 millones de euros, si bien el presupuesto total de todo será entre 150 y 170 millones de euros, en lo que está incluido la puesta en órbita, el mantenimiento y el resto de operaciones que se tendrán que desarrollar.
 

El director del IFCA indicó que además de utilizar las instalaciones del Cefca para ubicar el demostrador de tierra, el centro astrofísico turolense será el encargado de testar las herramientas de software para su desarrollo. 

Destacó de Javalambre que es un sitio “ideal porque tiene la experiencia, los recursos y una cercanía con el Cefca”, al que se refirió como “centro puntero en el análisis de señales en el óptico”. Hizo alusión a la cámara JPCam del telescopio de 250 centímetros de diámetro que se opera desde el Pico del Buitre, que además entre sus cometidos está el estudio de la materia oscura y de la energía oscura. Valoró igualmente el equipo humano y la experiencia con que cuenta, lo que a su juicio es “ideal para llevar a cabo este experimento en España”. Se refirió a estas instalaciones como una de las pocas que hay en el país que reúnan esas condiciones.

El astrofísico del Cefca Antonio Marín-Franch precisó que el demostrador instalado es una “réplica ligeramente modificada” para poder ser operada desde tierra. “Hay varios parámetros que son críticos para la misión espacial y lo que intentamos es entenderlos con antelación para poder adoptar las medidas de optimización y de mejora necesarias para que cuando el satélite se lance al espacio, toda esa parte que al final supone riesgo para el proyecto, pues se reduzca”, comentó.

El científico precisó que como el objetivo de la misión es detectar galaxias enanas y estructuras muy débiles de bajo brillo superficial que proporcionan una señal muy baja para captarlas, se ha diseñado un instrumento para ser capaz de obtener esa señal por muy débil que sea.

De ahí la importancia del trabajo de prueba que se va a desarrollar durante los próximos meses desde el Pico del Buitre, porque permitirá poner a prueba la capacidad real de los telescopios y si al final va a estar garantizado o no el éxito de la misión.

Explicó que se van a observar en torno a unas 70 galaxias muy parecidas a la Vía Láctea, que es a la que pertenece nuestro sistema solar, con las decenas de galaxias de menor brillo que orbitan en torno a ellas.

El investigador indicó que el número de las mismas que se observan hoy día es muy inferior al que predicen los modelos más actuales de cosmología sobre formación y evolución de galaxias. A través de la misión se pretende discernir a qué se debe eso, para lo cual se ha diseñado la misión Arrakihs para intentar detectar esas señales tan débiles y comprobar si se debe a que los investigadores no han sido capaces de detectar estas estructuras, o si por el contrario hay que cambiar los modelos cosmológicos sobre evolución de galaxias. A su vez, permitirá “entender un poco mejor la materia oscura”.

Dos tercios del Universo están compuestos por la denominada energía oscura, que es la que provoca la expansión acelerada del mismo y que no se sabe qué es, mientras el otro tercio restante es materia. Y dentro de esa materia, solo el 5% es la ordinaria, la que conocemos y es visible, aquella de la que están hechos los planetas y lo que albergan. El resto se conoce como materia oscura y se desconoce qué es aunque se sabe su existencia por el efecto gravitatorio que ejerce.

A través de esta misión espacial se pretende indagar en el conocimiento de la materia oscura y Patricio Vielva valoró que la participación del Cefca es fundamental porque los proyectos del OAJ están dedicados a ello y tienen la experiencia.

Calidad demostrada

Marín-Franch aseguró que la calidad de los datos que registra el demostrador de tierra “está demostrada”, hasta el punto de que afirmó que ya en la primera noche de observación tras la instalación se tomaron “datos de calidad” y que son muy “optimistas” con los resultados. Ahora se está ultimando la puesta en marcha del equipo y después se formará a los integrantes del consorcio que se encargarán de operar científicamente el telescopio, que lo harán en remoto desde distintos centros de investigación. Se trata de desarrollos que ha implementado el equipo del Cefca.

El testeo durará entre unos meses y un año, según el científico, aunque después se seguirá utilizando cuando la misión se lance al espacio “para dar apoyo desde tierra al propio satélite”. Apuntó que la prueba en tierra permitirá también la posibilidad de revisar prestaciones del instrumental para corregirlas y mejorarlas.
 

Usos futuros

El demostrador en tierra del telescopio Arrakihs permitirá optimizar los equipos gracias a su puesta en marcha en Teruel, según destacan desde la propia empresa que ha construido el telescopio, Satlantis. Hacerlo así da una gran ventaja al equipo para optimizar el instrumento científico y sacarle el mayor rendimiento.

Una vez finalizada la misión Arrakihs, el telescopio instalado en Javalambre seguirá teniendo utilidad para hacer ciencia desde tierra, según indicó el Cefca. Se baraja la posibilidad de que en un futuro se emplee como un pequeño observatorio dedicado a estudiar galaxias con muy poco brillo, que son difíciles de ver con otro tipo de telescopios. Además, se enseñará a estudiantes de doctorado y astrónomos amateur a manejarlo de forma remota.