El telescopio con el que la NASA quiere encontrar mundos habitables

Se conocen más de 5.000 exoplanetas. Casi trescientos cumplen las condiciones para soportar alguna forma de vida: ser cuerpos rocosos, no gigantes de gas, que su estrella no sea salvajemente activa y que la orbiten a una distancia adecuada para que su temperatura permite la existencia de agua líquida.

Hasta ahora, toda esa pléyade planetaria se ha detectado analizando pequeñas variaciones en el brillo de la estrella. En algunos casos se han podido fotografiar como simples puntitos luminosos en las imágenes obtenidas desde observatorios en tierra. No conocemos ninguna característica de su superficie. Pueden ser mundos desérticos, como el Arrakis de Dune u oceánicos, sin tierras emergidas. Sí se han detectado compuestos químicos (metano, dióxido de carbono y hasta oxígeno) en algunos, pero en general se trata de planetas gigantes, difícilmente aptos para albergar vida.

Ahora, con el Hubble todavía activo y el James Webb enviando extraordinarias vistas estelares, la NASA empieza a plantearse un proyecto aún más ambicioso. Sus creadores lo han bautizado Observatorio de Mundos Habitables (HBO por sus siglas en inglés) y su objetivo se distribuye a partes iguales entre la investigación astrofísica avanzada y algo casi impensable: la caracterización (o sea, el análisis) de sus atmósferas. Tal vez incluso la detección de biomarcadores.

El HWO está todavía en fase de diseño preliminar, aunque algunos investigadores llevan más de dos años ensayando componentes que algún día volarán al espacio. Hasta la semana pasada, la NASA tenía sobre la mesa dos propuestas de telescopios para el estudio de exoplanetas. Al final, ha refundido ambos en uno solo. Hoy por hoy se prevé como un telescopio de seis metros de diámetro (casi lo mismo que el Webb) dedicado a estudiar las bandas de luz ultravioleta, visible e infrarroja próxima.

Para acomodarlo en la cofia del cohete hará falta plegar su espejo, como fue el caso del Webb. Deberá fabricarse con tolerancias mil veces más estrictas, ya que va a detectar radiación visible y ultravioleta, de longitudes de onda más cortas que el infrarrojo. Los estudios preliminares sugieren que el pulido ha de eliminar toda irregularidad superior a una milmillonésima de milímetro. O sea, dimensiones del orden del diámetro atómico.

Un espejo así es muy frágil. Cualquier impacto de una mota de polvo provocaría una irregularidad que se traduce en una indeseada dispersión de la luz y degradaría las observaciones. Por eso, uno de los proyectos descartados se parecía más al Hubble: un tubo metálico que evitara la entrada de luz parásita en el sistema óptico. El diseño escogido, que recuerda más al Webb, presenta un espejo principal instalado y sobresaliendo por encima de un gran parasol desplegable, deja al gran reflector más expuesto.

Incluso con el mejor espejo, detectar –y fotografiar- planetas tan remotos es muy difícil, ya que se mueven inmersos en el brillo de su estrella. Por eso todos los satélites destinados a este trabajo utilizan un “coronógrafo”. En esencia, es un pequeño disco opaco que oculta la estrella evitando deslumbramientos y mostrando solo los diminutos puntos de luz que giran a su alrededor.

Es un proceso que exige una inmensa precisión. El telescopio debe apuntarse exactamente hacia el centro de la estrella. En esas condiciones, la luz de un eventual planeta llegará hasta él con un ángulo de casi cero grados, pero no cero del todo. Detectar esa mínima diferencia exige complicados sistemas ópticos y –por supuesto- una enorme estabilidad del propio telescopio.

Uno de los proyectos descartados utilizaba un bloqueador de brillo gigantesco: Una especie de parasol (o, mejor, “paraestrella”) de cincuenta metros de diámetro que volaría en formación con el telescopio a casi 100.000 kilómetros de distancia. Aunque se habían hecho pruebas a escala reducida, se ha considerado excesivamente arriesgado y la selección ha recaído sobre la otra opción: un coronógrafo más convencional alojado dentro del sistema óptico del telescopio. Una serie de máscaras permitirán adaptarlo para suprimir la luminosidad según la estrella que se observe.

El telescopio se anclará en una órbita alrededor del punto de Lagrange L2, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra. Es la misma zona donde orbitan el Webb y otros satélites Pero no hay peligro de colisión. El espacio es muy grande.

A esa distancia, la reparación de cualquier avería es hoy por hoy imposible. Pero en el diseño del HWO se contempla la posibilidad de recibir la visita de robots de mantenimiento y reabastecimiento de combustible, que permitirían alargar su vida útil.

Muchos de los equipos de a bordo aprovecharan la experiencia conseguida con el Hubble y el Webb, pero aun así quedan enormes desafíos por resolver. Por ejemplo, las tolerancias en el ajuste mecánico de los espejos, que tendrán que medirse en nanómetros. O los métodos para garantizar una estabilidad absoluta estabilidad pese a todas las posibles perturbaciones, desde la influencia gravitatoria de otros astros hasta las meras dilataciones térmicas de la estructura.

Y, además, está el problema de la obsolescencia tecnológica. Cuando el telescopio se lance es seguro que muchos de sus componentes, seleccionados muchos años antes, ya estarán anticuados. La única solución es la que se ha decidido: Poder enviar sondas robóticas no solo para ejecutar tareas de mantenimiento, sino también para cambiar los instrumentos de observación por otros más nuevos.

¿Qué resultados cabe esperar? La respuesta solo puede basarse en estadísticas, según el número y naturaleza de los exoplanetas detectados hasta ahora. Algunas estimaciones sugieren que cabría detectar la composición atmosférica de unos 25 planetas del tamaño de la Tierra y cercanos a nosotros (aquí “cercanos” implica decenas de años luz de distancia). Otras, más pesimistas, apuntan a caracterizar solo dos o tres.

La viabilidad de este programa depende de la financiación. Hasta ahora, la NASA solo tiene aprobados 1.500 millones para todas sus actividades de Astrofísica del año fiscal (casi un 5% menos que el año pasado). Una estimación muy conservadora del coste del telescopio HWO ronda los 10.000 millones de dólares. Pero si la experiencia del Webb sirve de algo, esa cifra puede duplicarse a lo largo de los casi veinte años que durará el proyecto. En el mejor de los casos, los primeros resultados no llegarán hasta pasado el 2040. Algo que no satisface demasiado a los astrónomos: algunos temen que para cuando vuele el HWO ellos ya hayan entrado en la jubilación.

FE DE ERRORES: Una primera versión de este artículo confundía el proyecto HWO con el Habex, otro proyecto descartado por la NASA.

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