Impresión artística de Gaia en el espacio – ESA

Casi agotado su combustible de maniobra, el telescopio espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), lanzado el 19 de diciembre de 2013, hizo hoy sus últimas observaciones tras casi once años en servicio. La duración prevista de la misión era de cinco años.

Pero aunque termine su carrera activa, Gaia deja atrás más de tres billones de observaciones de unos dos mil millones de estrellas y otros objetos que seguirán siendo utilizadas en el futuro como fuente para nuevos trabajos científicos. De hecho aún están previstas dos publicaciones más de datos, una en 2026 y otra a finales de esta década, conocidas como DR4 y el catálogo final DR5 respectivamente.

Con ellas no hará sino aumentar el legado de esta misión, que ya en la actualidad está sirviendo como fuente para la publicación de cientos de trabajos cada mes:

Citas por mes – Tristan Cantat-Gaudin vía Emily Hunt

Los datos recogidos por Gaia son de libre acceso.

Para llevar su misión Gaia ha utilizado de dos telescopios extremadamente precisos, con una resolución equivalente a la de poder ver una moneda de un euro en la superficie de la Luna desde la Tierra. También tienen una gran sensibilidad, pues son capaces de captar la luz de estrellas 500.000 veces más tenues de lo que somos capaces de ver a simple vista.

Estos dos telescopios recogen la luz proveniente de las estrellas y la apuntan a una cámara de 1.000 millones de pixeles que la analiza con tres instrumentos distintos: ASTRO, que fija la posición de cada una de las estrellas que ve; el espectrómetro de velocidad radial o RVS, que mide la velocidad a la que cada una se aleja o se acerca de nosotros; y el BP/RP, que captura un espectro en baja resolución de cada estrella, lo que permite saber su temperatura, masa, y composición química.

Aunque antes de analizar la luz que captan los telescopios los ordenadores de a bordo seleccionan previamente una serie de pixeles alrededor de cada una de las estrellas para analizar. Esta estrategia evita tener que procesar más información de la necesaria. Pero aún así Gaia produce unos 50 gigas de datos al día.

Esto le ha permitido lograr su principal objetivo, que era elaborar el mapa más extenso y preciso de la Vía Láctea. Eso nos ha permitido a su vez conocer mejor su historia y se revisado ideas básicas como por ejemplo la rotación de la barra central de nuestra galaxia, la deformación de su disco, la estructura detallada de los brazos espirales y el polvo interestelar cerca del Sol.

Durante su misión Gaia también ha detectado otros objetos como asteroides en nuestro sistema solar y galaxias y cuásares fuera de ella, e incluso un tipo nuevo de agujeros negros.

En unas semanas será movido a una órbita órbita heliocéntrica definitiva, lejos de la esfera de influencia de la Tierra, para evitar cualquier daño o interferencia con otros otros observatorios, presentes y futuros, que vayan a estar en el punto de Lagrange L2 del sistema Sol–Tierra en el que ha operado estos años. Pero mientras se llevarán a cabo una serie de pruebas para recoger datos sobre el comportamiento de determinadas tecnologías tras doce años en el espacio, datos que servirán para ayudar a diseñar futuras misiones espaciales.

Después de esto Gaia será apagado el 27 de marzo de 2025.

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Con esta calculadora de dilatación temporal hasta los más largos viajes espaciales parecen al alcance de cualquiera, y eso que no son precisamente «un paseo por el campo». Básicamente basta indicar la distancia a recorrer y la aceleración constante que puede alcanzar la nave espacial.

El ejemplo que propone la calculadora es ir de la Tierra a Alfa Centauri (que está a 4,3 años luz) con una aceleración constante de 1g (9,8 m/s²). Si los cálculos son correctos¹ esto requeriría tan solo 2,3 años para los astronautas, mientras que para los observadores de la tierra serían 5,3 años. ¿Fácil, no?

Lo malo es que este viaje supone acelerar hasta 0,9834 c (el 98% de la velocidad de la luz) y luego decelerar a mitad de camino, aunque esto no lo han tenido en cuenta, la verdad . Y aunque 9,8 m/s² parece poca aceleración (al fin y al cabo es la de un objeto en caída libre debido a la gravedad terrestre, nada espectacular) mantenerla de forma constante requiere pisarle al acelerador. Y esto equivale, según la calculadora, a consumir lo mismo que 397 millones de camiones cisterna llenos de gasolina².

La calculadora proporciona muchos más datos y gráficas³ además de los cálculos de tiempo, dilatación temporal, velocidad máxima y energía requerida. Hay gráficas de cómo aumenta la velocidad con el tiempo, de la distancia recorrida, del efecto Doppler o del factor de Lorentz, que haría contraerse la nave más o menos al 70% de su tamaño (para los observadores externos), como sucedía en la paradoja de la escalera en el granero.

Buena suerte y buen viaje… Pero eso sí, no te olvides de cargar suficiente combustible.

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¹ Que seguro que no, porque todo esto es aproximado.

² Y la masa de esa flota de camiones cisterna con combustible no debe estar incluida en los cálculos; supongo que tampoco el hecho de que la masa del cohete aumente al acelerar debido a los efectos relativistas (mmm… aunque si eso también hace aumentar la masa del combustible, igual no es tan importante).

² Algunos gráficos no van bien y es mejor recargar la página y meter los datos que simplemente darle a «calcular».

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Impresión artística de los distintos elementos de la misión en la configuración propuesta en 2022, que fue la que la NASA decidió parar a principios de 2024 - NASA

Bill Nelson, el administrador saliente de la NASA, presentaba hace unas horas una actualización sobre la misión de retorno de muestras de Marte (MSR por sus siglas en inglés), parada desde que en abril de 2024 la agencia decidiera reevaluar todo al ver que iba pasadísima de plazos y de presupuesto. Pero en realidad no ha dicho nada.

Lo que ha contado Nelson es que la agencia está estudiando dos arquitecturas distintas con la idea de seleccionar una con la que seguir adelante en la segunda mitad de 2026 para un lanzamiento en 2030 que permitiría tener las muestras en tierra en 2035. O así.

Una de ellas mantendría la misión básicamente dentro de la NASA y utilizaría un aterrizador simplificado que tomaría tierra con una grúa aérea similar a la que permitió aterrizar a a los rovers Curiosity y Perseverance. Su coste estaría entre los 6.600 y los 7.700 millones de dólares.

La otra dependería de la iniciativa privada –léase básicamente Blue Origin o SpaceX, aunque hay más empresas que han presentado propuestas como Aerojet Rocketdyne, Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Quantum Space y Whittinghill Aerospace– y costaría entre 5.800 y 7.100 millones de dólares.

Cualquiera de las dos utilizaría el ERO (Earth Return Orbiter, Orbitador de retorno a la Tierra) de la Agencia Espacial Europea (ESA), que recogería las muestras puesta en órbita alrededor de Marte y las traería a la Tierra.

El objetivo de la NASA es que cualquiera que sea la opción seleccionada ha de ser capaz de traer de vuelta los 30 tubos de muestras que lleva Perseverance en su interior.

Pero tampoco hay que descartar en cuanto a las iniciativas privadas la de Rocket Lab, que aunque no fue mencionada en la rueda de prensa de Nelson, presentaba por su parte una propuesta que la agencia debería considerar.

Impresión artística del módulo de ascenso de la misión de Rocket Lab elevándose para entregar las muestras a la nave de retorno – Rocket Lab

Dicen que por menos de 4.000 millones de dólares y con las muestras aquí para 2031. Aunque en este caso el ERO de la ESA queda fuera, ya que Rocket Lab utilizaría su propio vehículo.

De todas maneras yo, si tuviera que apostar, y teniendo en cuenta que la decisión la va a tomar sí o sí una NASA controlada por la administración Trump, apostaría a se va a llevar el gato al agua SpaceX. Aunque sólo sea porque con toda probabilidad va a dirigir la agencia Jared Isaacman, alguien muy próximo a Elon Musk y por la manifiesta proximidad de Musk con Trump. No, por conflicto de intereses no me viene nada.

En cualquier caso, y para dar algo más de contexto el coste que se estaba manejando para la misión antes de que la NASA decidiera echar el freno era de entre 8.000 y 11.000 millones de dólares cuando originalmente había sido estimado en unos 5.000 millones.

Lo que pasa es que nadie puede asegurar, ni aunque la NASA se decida por la opción de la iniciativa privada, que los costes no se vayan a disparar de nuevo. Ni mucho menos que se vayan a cumplir los plazos.

Y, sin embargo, si fuera a seguir apostando, apostaría a que China sí va a cumplir con su objetivo de lanzar la misión Tianwen 3 de retorno de muestras de Marte en 2028. Las muestras estarían de vuelta en 2031.

Ciertamente es menos ambiciosa que la de la NASA y la ESA porque sólo tomaría muestras en las proximidades de aterrizador. Pero si llegan antes, habrán ganado; a nadie le importará que sea algo menos relevante bajo el punto de vista científico.

Y apostaría a que entonces los Estados Unidos iban a perder bastante interés en lo de traer de vuelta las muestras recogidas por Perseverance. Incluso hasta el punto de cancelar definitivamente la misión.

Pero ya veremos.

Edwin Hubble fotografiado en 1949 con el telescopio de Schmidt de 48 pulgadas del Observatorio del Monte Palomar – NASA

Aunque el new York Times ya había publicado un artículo sobre ello unas semanas antes, tal día como hoy hace cien años Edwin Hubble presentaba ante la Sociedad Astronómica Estadounidense su idea de que la Vía Láctea no era la única del universo sino que había muchas más galaxias en él.

Por supuesto su idea tardó años en ser aceptada por toda la comunidad científica por mucho que Hubble tuviera las observaciones y los datos que la apoyaban; y de hecho no fue publicada en una revista científica como un trabajo revisado por pares hasta 1929.

La existencia de otras galaxias vino a cambiar radicalmente nuestra visión del universo y, una vez más, del lugar que ocupamos en él.

Pero para mí no deja de ser fuente de asombro el hecho que, aunque para mí siempre han existido otras galaxias, no tantos años antes de mi nacimiento aún no lo sabíamos; me recuerda lo mucho que avanzaron la ciencia y nuestro conocimiento del universo en unas pocas décadas.