Los próximos telescopios espaciales chinos para el estudio de exoplanetas

Por Daniel Marín

El programa espacial científico chino ha avanzado de forma vertiginosa en los últimos años, a pesar de que muchas misiones propuestas en la última década se han pospuesto —o evolucionado—, o bien han sido directamente canceladas. Entre las misiones que siguen adelante podemos destacar aquellas destinadas a estudiar exoplanetas. La primera de ellas es CHES (Close-by Habitable Exoplanet Survey), un telescopio espacial que estará situado en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol (ESML2). CHES es una misión interesante porque detectará exoplanetas mediante astrometría. Hasta ahora, la inmensa mayoría de exoplanetas se han descubierto usando el método del tránsito —empleado por las misiones Kepler y TESS de la NASA, por ejemplo—, un método seguido en popularidad por el de la velocidad radial. Sin embargo, por ahora no se ha lanzado una misión exclusivamente destinada a descubrir exoplanetas por este método (la misión europea Gaia detectará muchos planetas extrasolares con esta técnica, pero se trata de uno de sus muchos objetivos). La astrometría tiene la ventaja de ser complementaria al método del tránsito y el de la velocidad radial. Mientras estas dos últimas técnicas favorecen el descubrimiento de planetas situados muy cerca de sus estrellas, el método astrométrico favorece la detección de aquellos en órbitas más distantes.

Telescopio espacial chino CHES para descubrir exoplanetas mediante astrometría (B. Liu et al).

CHES es un telescopio espacial con un espejo primario de 1,4 metros de diámetro y una focal de 42 metros que se centrará en la búsqueda de planetas extrasolares alrededor de estrellas cercanas de tipo solar. En concreto, estudiará unas cien estrellas de tipos espectrales F, G y K situadas a menos de 32,6 años luz (o sea, 10 pársecs). Gracias al empleo de astrometría con una precisión de un microsegundo de arco, se estima que CHES descubrirá unos cincuenta exoplanetas de tamaño terrestre o supertierras. También descubrirá exoplanetas con periodos de entre 30 días y 10 años y será capaz de estudiar la atmósfera de algunos de ellos en busca de biomarcadores como agua o metano. Incluirá tres espectrógrafos en el ultravioleta, en el visible y en el infrarrojo, además de una cámara capaz de observar en el infrarrojo. La misión CHES recuerda al malogrado proyecto SIM de la NASA y a su sucesor, SIM Lite, que debían haber sido los primeros observatorios espaciales dedicados a la detección de exoplanetas mediante interferometría. Si todo sale bien, CHES debe despegar en 2028. Su misión primaria durará unos cinco años.

Rango de búsqueda de CHES de exoplanetas dependiendo de su masa y su periodo (CNSA).

El otro proyecto es Miyin (觅音, algo así como «el buscador de voces» en mandarín), una misión más ambiciosa a cargo de CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation) destinada a buscar exoplanetas potencialmente habitables mediante un interferómetro espacial. La interferometría es una potente técnica que permite anular la luz de la estrella para poder ver los planetas que giran a su alrededor de forma directa. Aunque a principios de este siglo hubo dos propuestas muy potentes para sacar adelante misiones de este tipo —Darwin de la ESA y TPF/TPF-I (Terrestrial Planet Finder) de la NASA— las complejidades técnicas asociadas a este método impidieron su desarrollo. Miyin consistirá en cuatro telescopios que se situarán en el punto ESML2. Una vez allí, los satélites se dispondrán en disposición triangular, con una de las naves en el centro. Las tres naves exteriores estarán comunicadas con la nave central usando haces láser. Cada nave tendrá un telescopio que trabajarán en el infrarrojo medio (12 micras), ya que en esta zona del espectro el contraste de brillo entre la estrella y los posibles exoplanetas es mucho mayor que en el visible. De esta forma, Miyin logrará alcanzar 0,01 segundos de arco de resolución, lo que permitirá ver directamente exoplanetas alrededor de estrellas no muy lejanas. El interferómetro Miyin tendrá la misma resolución que un telescopio espacial con un espejo primario de 300 metros. Naturalmente, los exoplanetas rocosos se verán como puntos, pero incluso en este caso se puede extraer muchísima información sobre sus características e incluso sobre su atmósfera (en caso de existir). De hecho, uno de los objetivos de Miyin es detectar agua en planetas rocosos potencialmente habitables. Miyin se encuentra por ahora en una fase conceptual, por lo que puede no ser aprobado finalmente. En caso de que así sea, despegaría alrededor de 2030.

Características técnicas del interferómetro espacial infrarrojo Miyin (https://twitter.com/EL2squirrel).

A estos proyectos hay que sumar el que será el primer telescopio espacial chino, Xuntian (巡天), también conocido por sus siglas en inglés de CSST (Chinese Space Station Telescope). Xuntian es un telescopio de unas veinte toneladas que debe despegar en 2021 o 2022. Dispondrá de un espejo principal de 2,4 metros de diámetro como el del telescopio Hubble o el futuro Nancy Grace Roman (WFIRST), aunque al estar destinado a estudios de campo muy amplio, se parecerá más a este último que al Hubble. Xuntian se acoplará regularmente con la futura estación china permanente para que la tripulación sustituya sus instrumentos o repare los sistemas que sean necesarios. Xuntian es un telescopio de objetivo general que observará todo tipo de objetos astronómicos, aunque también estudiará exoplanetas. Además de estos proyectos, también existen otras propuestas que incluyen un telescopio para descubrir exoplanetas por el método del tránsito, aunque por el momento no se han materializado. Como vemos, la astronomía espacial china ha venido para quedarse.

El futuro telescopio espacial Xuntian (CNSA).

Fuente: danielmarin.naukas.com