24/Ene/09

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Cohetes gigantes podrían revolucionar la astronomía

En el juego de la astronomía, el tamaño es importante. Para obtener imágenes claras y nítidas de objetos que se localizan a miles de millones de años luz de distancia, se debe usar un telescopio grande. Los futuros cohetes Ares V podrían llevar al espacio gigantescos telescopios que prometerían descubrimientos extraordinarios

La espaciosa cabina de punta
del Ares V podría contener
aproximadamente ocho autobuses escolares.

"Cuánto más grande, mejor", dice el astrónomo Harley Thronson, quien está a cargo de los estudios de conceptos avanzados en astronomía en el Centro Goddard para Vuelos Espaciales. Y él piensa que "el nuevo cohete Ares V, de la NASA, cambiará por completo las reglas del juego".

Ares V es el cohete que transportará hasta la Luna al próximo vehículo de alunizaje tripulado de la NASA, así como también la carga útil que se necesita para establecer una base lunar. El espacio en la cabina de punta del cohete es lo suficientemente amplio para albergar ocho autobuses escolares y el cohete tendrá la potencia suficiente para llevar casi 180.000 kilogramos (396.000 libras -o aproximadamente el peso de 16 o 17 autobuses escolares) hasta una órbita de baja altura alrededor de la Tierra. El Ares V puede transportar seis veces más masa y tres veces más volumen que el actual transbordador espacial.

"Imagine el tipo de telescopios que un cohete como éste podría lanzar", dice Thronson. "Podría revolucionar la astronomía".

El ingeniero óptico Phil Stahl, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, ofrece este ejemplo: "Ares V podría llevar un telescopio monolítico de 8 metros de diámetro, para el que actualmente tenemos la tecnología de construcción necesaria. El riesgo sería relativamente bajo y hay, en cambio, algunas grandes ventajas en términos de costo al no tener que introducir apretadamente un gran telescopio dentro de una lanzadera más pequeña".

A modo de comparación, él destaca que el telescopio Hubble tiene un diámetro de 2,4 metros.

Un telescopio monolítico de 8 metros podría observar objetos con una claridad tres veces mayor que la del Hubble. Y lo que es más importante, durante la misma cantidad de tiempo de observación, el espejo más grande podría detectar objetos casi 11 veces más tenues que los que detectaría el Hubble, porque el telescopio de 8 metros tiene 11 veces más área efectiva para la recolección de la luz.

Pero el Ares V puede incluso ir por más. Podría transportar un enorme telescopio segmentado; uno con varios paneles de espejos separados que se doblan para poder transportarlos, como el del Telescopio Espacial James Webb, pero ¡tres veces más grande!

Marc Postman, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (Space Telescope Science Institute, en idioma inglés) ha estado planeando un telescopio segmentado de 16 metros de diámetro que trabaje en el intervalo óptico / ultravioleta, cuyo nombre es ATLAST, sigla que en idioma inglés significa: Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope, o Telescopio Espacial de Gran Apertura y de Tecnología Avanzada. La ciencia que se podría desarrollar con una apertura de este tamaño sería espectacular.

"ATLAST sería casi dos mil veces más sensible que el Telescopio Hubble, y podría generar imágenes casi siete veces más nítidas que las del Hubble o las del James Webb", dice Postman. "Podría ayudarnos a encontrar la tan esperada respuesta a la importante pregunta: ¿Hay vida en otros lugares del universo?"

La sensibilidad superior del ATLAST permitiría a los astrónomos incrementar inmensamente la muestra de estrellas factibles de observar. Entonces, el descubrimiento de planetas capaces de albergar vida... ¡podría estar a la vuelta de la esquina!

"Con nuestro telescopio espacial, podríamos obtener el espectro de planetas del tamaño de la Tierra que se encuentren en órbita alrededor de una gran cantidad de estrellas cercanas [a 60 o 70 años luz de distancia de la Tierra]", dice Postman. "Podríamos detectar el oxígeno y el agua en las firmas espectrales de dichos planetas. Asimismo, el ATLAST podría determinar con precisión las fechas de nacimiento de las estrellas en galaxias cercanas, dándonos de este modo una descripción detallada de cómo las galaxias acomodan sus estrellas".

Este telescopio podría también investigar la relación entre galaxias y agujeros negros. Los científicos saben que casi todas las galaxias jóvenes tienen agujeros negros supermasivos en sus centros. "Debe de existir una relación fundamental entre la formación de agujeros negros supermasivos y la formación de las galaxias", explica Postman, "pero no entendemos aún la naturaleza de dicha relación. ¿Acaso se forman primero los agujeros negros supermasivos y actúan como semillas para que crezcan galaxias alrededor de ellos? ¿O se forman primero las galaxias y funcionan como incubadoras para el nacimiento de los agujeros negros supermasivos? Un gran telescopio óptico / ultravioleta podría responder esa incógnita: si nuestro telescopio encuentra antiguas galaxias que no tienen agujeros supermasivos en sus centros, eso significaría que las galaxias pueden existir sin ellos".

Dan Lester, de la Universidad de Texas, en Austin, planea otro telescopio de 16 metros, en este caso para captar luz en longitudes de onda del infrarrojo lejano.

"El telescopio para el infrarrojo lejano es muy diferente, y probablemente complementario, de los telescopios ópticos de Stahl y Postman", dice Lester. "En la región del infrarrojo lejano del espectro electromagnético generalmente no estamos buscando ver la propia luz de las estrellas, sino el brillo del polvo caliente y el gas que rodean a las estrellas. En las etapas más tempranas de la formación estelar, la proto-estrella está rodeada de capas de polvo que la luz visible no puede penetrar. Nuestro telescopio podría permitirnos ver hacia el interior de estas gigantescas nubes de alta densidad que están formando estrellas en sus profundidades".

Las observaciones en el infrarrojo lejano presentan especiales desafíos. Estas largas longitudes de onda son cientos de veces más grandes que las de la luz visible, de modo que es difícil lograr una imagen clara. "Es necesario un telescopio de grandes dimensiones para poder lograr una buena claridad en el infrarrojo", hace notar Lester.

Así como los telescopios de Stahl y Postman, el Telescopio de Apertura Única para el Infrarrojo Lejano o SAFIR (sigla en idioma inglés para Single Aperture Far-Infrared Telescope) de Lester posee dos versiones para el Ares V: una versión monolítica de 8 metros y una versión segmentada de 16 metros. Lester se dio cuenta de que con el Ares V podría lanzar un telescopio de 8 metros sin necesidad de llevar a cabo el complejo proceso de plegarlo y desplegarlo. "Pero, por otro lado, si no nos importa añadir complejidad y costos de plegado, y seguimos usando un Ares V, podríamos realmente lanzar al espacio un telescopio del tamaño de un mamut", dice Lester.

Además de todos los telescopios que hemos mencionado, el Ares V podría lanzar al espacio un telescopio de rayos-X de 8 metros. El absolutamente exitoso Observatorio de Rayos-X Chandra, de la NASA, tiene un espejo de 1 metro de diámetro, ¡así que imagine lo que un Chandra de 8 metros podría revelar!

Roger Brissenden, del Centro de Rayos-X Chandra, está emocionado con la posibilidad de tener en un futuro un telescopio de rayos-X de 8 metros, cuyo nombre es Gen-X.

"Gen-X sería un observatorio de rayos-X con un poder extraordinario, que podría abrir nuevas fronteras en la astrofísica", dice. "Este telescopio observará los primeros agujeros negros, estrellas y galaxias, nacidos apenas unos cuantos cientos de millones de años después del Big Bang, y nos ayudará a determinar cómo éstos evolucionaron con el paso del tiempo. Por ahora, el estudio del universo joven se encuentra casi exclusivamente en el campo de la teoría, pero con la extrema sensibilidad del Gen-X (más de 1.000 veces superior a la del Chandra), estos objetos tempranos podrían ser revelados".

Y efectivamente, el Ares V abre posibilidades amplias a nuestra visión del cosmos. Deja atrás los problemas relacionados con la masa y el volumen, los reserva para las misiones espaciales, y nos lleva hasta el espacio para ver "... cientos de cosas / Que aún no hemos soñado".

"Podríamos lograr tener una astronomía increíble con este gran cohete", dice Thronson, un soñador profesional. "No puedo esperar".

Fuente: NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard