El Observatorio Cuyano

jueves, 19 de diciembre de 2019

Lanzado CHEOPS, el observatorio europeo de exoplanetas

Por Daniel Marín

El observatorio europeo para exoplaneta, CHEOPS, ya está en el espacio después de algún que otro retraso. El 18 de diciembre de 2019 a las 08:45 UTC, CHEOPS despegó junto al satélite italiano COSMO-SkyMed y tres cubesats desde la rampa ELS de la Guayana Francesa a bordo de un cohete Soyuz ST-A/Fregat-M en la misión VS-23 (Vol Soyouz 23). Dos horas y media más tarde, CHEOPS fue situado en una órbita de 715 kilómetros de altura y 98,2º de inclinación después de tres encendidos de la etapa Fregat-M. La misión entera duró 4 horas y 13 minutos y requirió siete encendidos de la etapa Fregat-M. Este ha sido el 97º lanzamiento orbital de 2019 y el 18º de un cohete Soyuz en lo que va de año.

CHEOPS en el espacio (ESA).

CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) es un pequeño satélite de 273 kg y unas dimensiones de 1,5 x 1,5 x 1,5 metros construido por Airbus Defence and Space para la Agencia Espacial Europea (ESA). CHEOPS es el segundo observatorio espacial europeo dedicado al estudio de los exoplanetas tras el satélite CoRoT francés. Estudiará los planetas extrasolares mediante el método del tránsito, pero, a diferencia de otras misiones como Kepler o TESS, su objetivo principal no es el descubrimiento de nuevos planetas, sino aprender más de los que ya conocemos.

CHEOPS (ESA).

Partes de CHEOPS (ESA).

Tipos de exoplanetas según su composición (ESA).

Al estar situado en el espacio, CHEOPS podrá realizar medidas fotométricas de alta precisión, lo que permitirá obtener curvas de luz de los tránsitos exoplanetarios con poco ruido. Esto servirá a su vez para determinar el tamaño del planeta con un error menor y, por ende, su densidad, un paso fundamental para caracterizar los distintos tipos de exoplanetas que existen. Dada su enorme sensibilidad, CHEOPS se centrará en los exoplanetas más pequeños, aquellos con tamaños comprendidos entre los de Neptuno y la Tierra, con especial énfasis en las supertierras. Estas medidas servirán para cribar los mejores candidatos que deben ser observados en el futuro con telescopios espaciales más complejos y caros, como por ejemplo el James Webb de la NASA o la nueva generación de supertelescopios terrestres.

Zona de observación de CHEOPS en la bóveda celeste (ESA).

Órbita de CHEOPS (ESA).

Diseño original de CHEOPS de 2012 (ESA).

No obstante, al obtener curvas de luz más precisas, CHEOPS podrá descubrir exoplanetas en sistemas múltiples gracias a las variaciones en el tiempo de tránsito (TTV) provocadas por el tirón gravitatorio de otros planetas que se hallen en el sistema, aunque no transiten. Para lograr sus objetivos CHEOPS lleva un telescopio Ritchey-Chrétien de 32 centímetros de diámetro y 1,6 metros de focal dotado de un único sensor CCD 4720 (Teledyne e2v) de 1024 x 1024 píxeles refrigerado a -40 ºC que observará en las longitudes de onda comprendidas entre los 330 y los 1100 nanómetros (visible e infrarrojo cercano), con un campo de visión de 0,32º cuadrados. El observatorio tomará medidas fotométricas una vez cada minuto, aproximadamente. La precisión de CHEOPS en las curvas de luz será de hasta 20 millonésimas (ppm) en 6 horas de observación para el tránsito de un planeta de tamaño terrestre alrededor de una estrella de tipo solar.

Óptica de CHEOPS (ESA).

Detalles del telescopio (ESA).

Parte trasera de CHEOPS (ESA).

CHEOPS fue aprobada en 2012 como la primera misión científica de Clase S (Small), las más baratas de la ESA. Este observatorio espacial ha costado unos cincuenta millones de dólares y su desarrollo ha sido liderado por Suiza, aunque cuenta con la participación de otros diez países de la ESA. España juega un papel fundamental en el proyecto, ya que el satélite se ha integrado en las instalaciones de Airbus Defence and Space de España y el centro de control de la misión (MOC) está situado en las instalaciones de INTA en Torrejón de Ardoz. El centro de control de operaciones científicas (SOC), está en Ginebra (Suiza). CHEOPS enviará los datos al control MOC de Madrid a través de dos antenas, una situada en Villafranca y otra en Torrejón, con una velocidad de 1,2 gigabits por día.

Países que participan en CHEOPS (ESA).

Fases del lanzamiento de CHEOPS (ESA).

Con CHEOPS comienza una nueva era en las misiones espaciales en la que, además de seguir descubriendo nuevos exoplanetas, comenzamos a caracterizarlos para comprender mejor sus características. Después de CHEOPS, la ESA está desarrollando la misión ARIEL con el fin de estudiar las atmósferas exoplanetarias en detalle durante la próxima década. Ahora solo queda esperar que durante los tres años y medio que durará su misión primaria —que se podrá prolongar si no hay problemas— CHEOPS recabe toda la información que pueda sobre los exoplanetas y nos ayude a clasificar mejor el fascinante zoológico exoplanetario y a resolver algunos misterios, como, por ejemplo, la línea divisoria entre minineptunos y supertierras.