Euclid (nave espacial)
Euclid (llamado así por el nombre en inglés del matemático griego Euclides, el "Padre de la Geometría"), es una misión espacial planificada por la Agencia Espacial Europea (ESA). Su objetivo es mejorar la comprensión la energía y la materia oscura midiendo con precisión la aceleración del universo. Para lograrlo, la nave medirá el corrimiento al rojo de galaxias situadas a diferentes distancias de la Tierra, e investigará la relación existente entre distancia y corrimiento al rojo. Generalmente se acepta que la energía oscura contribuye al incremento de la aceleración del universo, por lo que medir esta relación ayudará a físicos y astrofísicos a comprender mejor el origen de dicha aceleración. La misión Euclid mejora y complementa a la misión Plank.
| Euclid | ||
|---|---|---|
| Representación de la nave Euclid | ||
| Estado | En desarrollo | |
| Tipo de misión | Observatorio espacial | |
| Operador | ESA | |
| Página web | enlace | |
| Duración de la misión | 0 horas o 141 días y 17 horas | |
| Propiedades de la nave | ||
| Fabricante | Thales Alenia Space (principal) Airbus Defence and Space (módulo de carga)[1] | |
| Masa de lanzamiento | 2 160kg [3] | |
| Dimensiones | 4,5x3,1m [3] | |
| Comienzo de la misión | ||
| Lanzamiento | 2022[2] | |
| Vehículo | Soyuz-2/Fregat-MT | |
| Lugar | Kourou ELS | |
| Contratista | Arianespace | |
| Parámetros orbitales | ||
| Sistema de referencia | Sol-Tierra L2'"`UNIQ--nowiki-0000000D-QINU`"'4'"`UNIQ--nowiki-0000000E-QINU`"' | |
| Altitud del periastro | 1 000 000 km | |
| Altitud del apastro | 1 500 000 km | |
| Transpondedores | ||
| Banda | banda X (soporte TT&C) banda K (adquisición de datos) | |
| Ancho de banda | pocos kbit/s descendente & ascendente (banda S) 55 Mbit/s (banda K) | |
Euclid es una misión de tipo "M", y parte del programa científico Cosmic Vision de la ESA (2015–2025). Este tipo de misiones están limitadas a un presupuesto de 500 millones de euros. La misión Euclid fue elegida en octubre de 2011, junto al Solar Orbiter, de entre varias misiones candidatas.[5] Su lanzamiento está previsto para 2022.[6]
Objetivos y métodos científicos
La sonda explorará la historia de la expansión del universo y la formación de estructuras cósmicas a través de la medida del corrimiento al rojo de galaxias, remontándose en sus observaciones a un equivalente de diez mil millones de años en el pasado. La relación entre la forma de las galaxias y su correspondiente corrimiento al rojo proveerá información sobre cómo la energía oscura contribuye a la cada vez mayor aceleración del universo. Los métodos empleados utilizan el efecto provocado por las lentes gravitacionales, las oscilaciones acústicas de bariones, y las distancias galácticas medidas mediante espectroscopía.
Las lentes gravitacionales se producen por el desvío de la luz causado por la curvatura del espacio-tiempo debida a la presencia de materia: la luz emitida por galaxias se desvía al pasar por zonas con grandes concentraciones de materia, alterando la imagen final recibida en la Tierra. Esta materia se compone parcialmente de galaxias visibles, pero la mayor parte es materia oscura. Midiendo la deformación de la forma de las galaxias se puede deducir la cantidad de materia oscura presente en la trayectoria de los rayos de luz, permitiendo deducir cómo se distribuye en el universo.
Por otro lado, las medidas espectroscópicas determinarán el corrimiento al rojo de las galaxias, permitiendo determinar su distancia usando la Ley de Hubble. Esto permitirá reconstruir la distribución tridimensional de las galaxias en el universo.
La combinación de estos datos permitirá calcular, simultáneamente, la distribución de materia oscura y galaxias, y también cómo cambian estas propiedades conforme la sonda mira más atrás en el tiempo (galaxias más lejanas).
Para calibrar las distorsiones introducidas por los propios sensores es necesario obtener imágenes de gran precisión. De otro modo, los resultados serían cuestionables.[7]
Características de la misión
La Agencia Espacial Europea escogió Thales Alenia Space Italia para la construcción del satélite. Sus dimensiones son 4,5 metros de largo y 3,1 de diámetro, con una masa de 2,1 toneladas.[8]
La carga de Euclid es gestionada por Airbus Defence and Space. Contiene un telescopio Korsch con un espejo principal de 1.2 metros de diámetro, cubriendo un área de 0.5 deg2. Un consorcio internacional proveerá sensores para luz visible (VIS) y para el infrarrojo (NISP), los que proveerán información sobre las propiedades morfométricas, fotométricas y espectroscopia de las galaxias:[9]
- una cámara en el rango de la luz visible (550–920 nm), con 600 millones de píxeles, permite medir la deformación de las galaxias
- una cámara sensible en el infrarrojo cercano (1000–2000 nm), con 65 millones de píxeles
- provee medidas de poca precisión del corrimiento al rojo - y, por tanto, distancias - de más de mil millones de galaxias
- usa un espectrómetro para analizar el espectro de la luz en el infrarrojo cercano, adquiriendo datos precisos sobre el corrimiento al rojo de millones de galaxias con gran precisión; y para determinar las oscilaciones acústicas de bariones
La sonda incluye paneles solares para proporcionar energía y estabilizar la orientación del telescopio con una precisión de más de 35 miliarcosegundos. También está térmicamente aislada para no perturbar el alineamiento óptico.
El sistema de telecomunicaciones será capaz de transferir 850 gigabits diarios, utilizando la banda Ka para mandar datos científicos a 55 megabits por segundo durante 4 horas al día. Estos datos serán recibidos por el Estación de Seguimiento de Satélites de Espacio Profundo de Cebreros (España) cuando el telescopio sea visible desde la Tierra. La capacidad de almacenamiento de la sonda será de, al menos, 300 GB.
Euclid pasó en el 2015 una revisión preliminar del diseño.[10]
Ejecución de la misión y datos procedentes de Euclid
La sonda será lanzada en un cohete Soyuz desde Kourou. Después de 30 días se estabilizará en una órbita de Lissajous de gran amplitud (sobre un millón de kilómetros) alrededor del punto de Lagrange L2 Sol-Tierra.[4]
Durante la misión, de al menos 6 años, Euclid observará unos 15.000 deg2, una tercera parte del cielo extragaláctico (el cielo en el lado contrario a la Vía Láctea).
Para medir el corrimiento al rojo fotométrico para cada galaxia con suficiente precisión, la misión Euclid depende de datos fotométricos adicionales obtenidos con, al menos, 4 filtros visibles. Estos datos se obtendrán desde telescopios basados en la Tierra, situados en ambos hemisferios. En total se obtendrán datos de cada galaxia observada con, al menos, 7 filtros diferentes, cubriendo el rango 460–2000 nm.
Se observarán alrededor de diez mil millones de objetos astronómicos, de los que se medirán las deformaciones gravitacionales de mil millones de ellos con una precisión 50 veces mayor de lo que es posible hoy en día sólo con telescopios terrestres. También se medirá el corrimiento al rojo de 50 millones de objetos.
La explotación científica del conjunto de datos recogidos será llevada a cabo por un consorcio de más de 1200 personas, repartidas entre más de 100 laboratorios localizados en 15 países (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Italia, Noruega, Países Bajos, Portugal, Reino Unido, Rumanía, Suiza, Canadá y Estados Unidos). El consorcio[11] es también responsable de la construcción del instrumental y del desarrollo e implementación de los sistemas en tierra. Las instituciones que contribuyen al proyecto Euclid son financiadas y apoyadas por sus correspondientes agencias espaciales nacionales, y por sus infraestructuras nacionales de investigación (agencias, observatorios, universidades). En general, este consorcio contribuirá sobre el 30% del presupuesto total de la misión hasta su término.
El gran volumen, diversidad (espacial y terrestre, visible e infrarrojo cercano, morfometría, fotometría y espectroscopía) y el gran nivel de precisión de las medidas requieren un esfuerzo considerable para su procesado, siendo una parte crítica de la misión. La ESA, las agencias espaciales nacionales, y el Euclid Consortium invierten una cantidad considerable de recursos formando equipos de investigadores e ingenieros de gran nivel, para el desarrollo de algoritmos, software, procedimientos de pruebas y de validación, archivado e infraestructura para la distribución de los datos. En total, nueve centros de datos procesarán más de diez petabytes de datos sin procesar, a lo largo de diez años, de forma que para el 2028 se pueda hacer pública una base de datos para toda la comunidad científica.
Con su gran cobertura del cielo, y su catálogo de miles de millones de estrellas y galaxias, el valor científico de los datos obtenidos por la misión sobrepasan el ámbito de la cosmología. Esta base de datos proveerá a la comunidad astronómica con abundante información para las futuras misiones como JWST, E-ELT, TMT, ALMA, SKA o LSST.
Referencias
- «Euclid Mission Status». ESA. 24 de enero de 2013.
- «Mission characteristics - Euclid Consortium». 27 de diciembre de 2017.
- ↑ . ESA. Archivado desde el original el 2 de abril de 2013. Consultado el 30 de enero de 2018.
- ↑ «Euclid Mission Operations». ESA. 4 de octubre de 2011. Consultado el 12 de abril de 2013.
- «Mission Status» (en inglés). European Space Agency. Consultado el 23 de noviembre de 2015.
- «Euclid fact sheet» (en inglés). European Space Agency. 22 de junio de 2020. Consultado el 26 de enero de 2021.
- «Euclid Science Goals».
- (en inglés) . ESA. Archivado desde el original el 12 de octubre de 2011. Consultado el 29 de enero de 2011.
- (en inglés) «Euclid – Spacecraft – Payload». ESA. Consultado el 29 de enero de 2011.
- «Euclid dark Universe mission ready to take shape». ESA. 17 de diciembre de 2015. Consultado el 17 de diciembre de 2015.
- «Euclid Consortium site».
Enlaces externos
- Euclid homepage
- Dark and bright: ESA chooses next two science missions