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Gaia cartografiará la Vía Láctea en 3D

Recreación de Gaia en operando en el espacio

Recreación de Gaia en operando en el espacio, apreciándose el instrumental

Ayer se ha presentó en Toulouse (Francia), el satélite Gaia antes de ser enviado a su sitio de lanzamiento para ser lanzado a finales de año. La aportación española a este proyecto ha sido muy significativa. Por ejemplo, la estructura del satélite en fibra de carbono (para una mayor estabilidad) y la antena activa de forma cónica (una verdadera primicia técnica) han sido diseñados y construidos por Astrium en España.

Desde Hipparcos hasta Edwin Hubble, los astrónomos buscan, desde hace más de 2000 años, desvelar los secretos del Universo. Ahora en 2013, el personal de Astrium está finalizando la herramienta que permitirá proseguir esta búsqueda del Grial astronómico. Gaia, el telescopio espacial más avanzado jamás construido en Europa, trazará muy pronto el mapa más detallado de nuestra galaxia, la Vía Láctea y revelará zonas desconocidas de la misma.

¿Dónde estamos? ¿De dónde venimos? Primeras respuestas dentro de cinco años… Gaia cartografiará mil millones de estrellas en el corazón de nuestra galaxia, observándolas alrededor de 70 veces, en el transcurso de los cinco años que durará la misión, midiendo sus velocidades y posiciones, incluyendo la distancia que las separa de laTierra y su brillo.

Gaia siendo ensayado en las instalaciones de Astrium en Toulouse

Gaia siendo ensayado en las instalaciones de Astrium en Toulouse

La misión Gaia debería asimismo permitir el descubrimiento de centenares de miles de objetos celestes desconocidos, incluidos planetas extrasolares y estrellas “fallidas”, denominadas enanas marrones. En el interior de nuestro sistema solar, Gaia debería igualmente llegar a identificar decenas de millares de asteroides adicionales.

Esta misión contribuirá, por otro lado, a la elaboración de un censo de un vasto conjunto de objetos celestes, de todos los tamaños, desde los numerosísimos cuerpos menores presentes en nuestro sistema solar hasta los 500.000 cuásares, pasando por las galaxias vecinas y alrededor de 10 millones de galaxias más alejadas. Por último, Gaia llevará a cabo nuevas verificaciones, altamente fiables, de la teoría de la Relatividad general.

Gaia utilizará un concepto astronómico global, demostrado con éxito por Hipparcos, otra de las creaciones de Astrium. En el transcurso del año 1989, este predecesor de Gaia había ya cartografiado 120.000 estrellas.

El mejor emplazamiento, la mejor tecnología Para medir la posición y la velocidad de una estrella situada a varios billones de kilómetros, Gaia dispone de dos secretos: su emplazamiento y su estabilidad.

Un emplazamiento de ensueño

Gaia estará situado en uno de los cinco puntos de Lagrange del sistema Sol – Tierra, el punto L2. Los puntos de Lagrange son puntos muy precisos del Cosmos donde un cuerpo, por ejemplo un satélite, permanece fijo y perfectamente estable en el Espacio. Situados a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, estos emplazamientos son muy codiciados por las misiones espaciales de observación astronómica que requieren una gran estabilidad de orientación.

El secreto del punto de Lagrange, también denominado «punto de libración», es la anulación de las atracciones relativas. Sobre los cinco puntos de Lagrange, precisamente, los campos de gravedad de dos cuerpos (de masa importante; la Tierra y el Sol, por ejemplo) que giran en órbita uno alrededor del otro, se combinan para proporcionar un punto de equilibrio a un tercer cuerpo de masa poco importante. Las posiciones relativas de dichos tres cuerpos son, por tanto, fijas. De este modo, colocado sobre el punto L2, Gaia no se moverá jamás con relación al Sol y a la Tierra y se beneficiará de un entorno térmico estable.

Recreación de Gaia en el espacio

Recreación de Gaia en el espacio

Las misiones espaciales utilizan esencialmente los puntos L1 y L2. Desde 1995, la sonda SoHO (Solar and Heliospheric Observatory, Observatorio solar y heliosférico), estación de observación del Sol desarrollada por Astrium, está situada en el punto L1, a 1,5 millones de km de la Tierra, de frente al Sol. El punto L2, situado a 1,5 millones de km de la Tierra en la posición opuesta al punto L1 (L2 no ve jamás al Sol), es especialmente útil para observar el Cosmos. Desde 2009, los satélites Planck Surveyor y Herschel, especialmente, están situados en él, y muy pronto se les unirán el James Webb Space Telescope y Gaia.

Lo mejor de la tecnología europea

Gaia integrará instrumentos ultramodernos, entre los cuales se encuentra el telescopio más sensible jamás fabricado. A semejanza del telescopio espacial que equipaba Herschel, y de todos los instrumentos creados por Astrium para las misiones de observación de la Tierra, este equipo de tecnología punta se beneficia de una experiencia única adquirida por Astrium en el ámbito de los telescopios de carburo de Silicio (SiC).

La precisión de las mediciones efectuadas por Gaia será extraordinariamente alta: ¡desde la Luna, podría medir la uña del pulgar de una persona en la Tierra! El carburo de Silicio (SiC) ha sido elegido por los ingenieros de Astrium para Gaia, ya que es el único material que permite garantizar la estabilidad, la longevidad y la ligereza de la sonda. El carburo de Silicio se encuentra en el corazón de una industria única en el mundo con base en los alrededores de Toulouse (Francia).

Astrium y su socio, la empresa innovadora

Boostec, han conseguido crear, a través de varios logros construidos para el espacio, un verdadero sector económico actualmente en plena expansión. El SiC se produce en la región de Midi-Pyrénées y se exporta al mundo entero.

La tecnología de vanguardia empleada por Gaia no se detiene en el carburo de Silicio. La sonda empleará para su control de actitud una propulsión de gas frío (nitrógeno), que permite ajustar de forma continua el rendimiento de Gaia siendo ensayado en las instalaciones de orientación con la precisión extrema requerida.

Astrium en Toulouse (Francia)

Gaia utilizará igualmente un sensor «fotográfico» con una precisión sin parangón. ¡Imagínese la calidad de sus fotos de vacaciones si su aparato dispusiera de un sensor de miles de millones de píxeles! Ésta es la tecnología de la que va a disponer Gaia con la constitución de un plano focal gigantesco, compuesto por 106 detectores CCDs de nueve millones de píxeles cada uno. En función de la tarea asignada, (mediciones astrométricas, fotométricas o espectroscópicas), estos CCDs están especializados mediante una adaptación de su respuesta espectral y también mediante su modo de lectura, gracias a una electrónica de vídeo multimodal.

Para diseñar y construir Gaia, el personal de Astrium ha desplegado todos sus conocimientos obtenidos de los grandes programas científicos de la Agencia Espacial Europea, como Hipparcos, el precursor, o Herschel.

En Herschel, los equipos de Astrium habían diseñado, no sólo el espejo de carburo de Silicio del telescopio (con 3,5 metros de diámetro, que sigue siendo el telescopio más grande y potente en órbita) sino también el conjunto de la carga útil, entre la que se encuentra el criostato más grande construido hasta ahora (el criostato es el depósito gigante cargado de helio y destinado a refrigerar a -271 °C, cerca del cero absoluto, los detectores de los instrumentos científicos del satélite).