Misión Euclid de la ESA

El lanzamiento de Euclid será el 1 de julio

La ESA (Agencia Espacial Europea) anunció el miércoles el lanzamiento de Euclid para el 1 de julio, una misión que despega para arrojar luz sobre los misterios de la materia oscura y la energía oscura.

La misión Euclid de la ESA trazará un mapa 3D del Universo que abarcará más de un tercio del cielo y se lanzará en un cohete SpaceX Falcon 9 desde Cabo Cañaveral, Florida. La transmisión comenzará a las 14:30 GMT, dijo la ESA en un tuit.

Originalmente, se planeó que Euclid viajara al espacio en un cohete ruso Soyuz, pero el año pasado Moscú retiró sus lanzadores en respuesta a las sanciones por la invasión de Ucrania.

Así pues, La ESA se vio obligada a recurrir a su rival SpaceX, la empresa estadounidense del multimillonario Elon Musk, para el lanzamiento de Euclid, una misión valorada en 1.400 millones de euros.

Buscando a Webb en L2

Puntos de Lagrange
Puntos de Lagrange

La misión Euclid, con un peso de dos toneladas y un tamaño de 4,7 metros de alto por 3,7 metros de ancho, se unirá al telescopio espacial James Webb en el segundo punto de Lagrange L2, un lugar estable a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra.

Desde ahí, Euclid trazará un mapa 3D del Universo que abarcará dos mil millones de galaxias en más de un tercio del cielo.

Ventajas de L2:

  • Distancia: Permite mantener una distancia estable y utilizar energía solar.
  • Visión: Permite una visión despejada del espacio exterior.
  • Órbita: Se evita tener que orbitar la Tierra y pasar por su sombra.
  • Comunicaciones: Se encuentra suficientemente cercano a la Tierra como para establecer buenas comunicaciones.

La visión de Euclid se extenderá hasta 10 mil millones de años luz de distancia y, por lo tanto, retrocederá 10 mil millones de años en el pasado cósmico, debido al tiempo que tarda la luz de las estrellas distantes en llegar a la Tierra

En consecuencia, Euclid permitirá a los científicos reconstruir la historia de los 13.800 millones de años del Universo a través de «fracciones de tiempo», dijo el astrofísico Yannick Mellier al consorcio Euclid a principios de este mes.

Dos oscuros misterios

El principal objetivo de Euclid es comprender mejor la materia oscura y la energía oscura, que en conjunto constituyen el 95 por ciento del Universo.

Lanzamiento de Euclid: La materia oscura y la energía oscura.
Lanzamiento de Euclid: La materia oscura y la energía oscura.

La existencia de ambos sigue siendo completamente teórica, aunque también necesaria para que los científicos construyan una comprensión funcional del Universo:

  • La materia oscura es invisible, su existencia se deduce del movimiento de los objetos afectados por su atracción gravitatoria.
  • La energía oscura es el nombre que se le da a la fuerza desconocida que hace que la expansión del Universo se acelere.

No se espera que Euclid identifique la verdadera naturaleza de estos oscuros misterios, pero los astrónomos esperan que su visión sin precedentes del Universo arroje luz sobre cómo actúan y evolucionan con el tiempo.

Tras el lanzamiento de Euclid en Julio, se espera que las primeras imágenes lleguen rápidamente una vez que comiencen las operaciones científicas en octubre, pero los científicos tardarán más en analizar la enorme cantidad de datos.

Sondeos Amplio y Profundo

La ubicación de los campos de visión que serán cubiertos por el sondeo amplio (azul) y profundo (amarillo) de Euclid en un mapa de cielo completo basado en datos de la misión Gaia de la ESA.

El cielo se muestra en el sistema de coordenadas galácticas, con la banda horizontal brillante correspondiente al plano de nuestra galaxia, la Vía Láctea, donde residen la mayoría de sus estrellas.

Lanzamiento de Euclid: Sondeos amplio y profundo.
Lanzamiento de Euclid: Sondeos amplio (Azul) y profundo (Amarillo).

Así pues, Euclid tomará imágenes de miles de millones de galaxias en todo el Universo para investigar los últimos 10 mil millones de años de nuestra historia cósmica. La mayoría de las observaciones de la misión se dedicarán al sondeo amplio, que cubrirá unos 15.000 grados cuadrados, más de un tercio del cielo.

Las porciones del cielo que serán cubiertas por el sondeo amplio están delimitadas por líneas azules en esta imagen: Comprenden las dos porciones grandes en la parte superior izquierda e inferior derecha del Centro Galáctico, y las dos porciones más pequeñas en la parte superior derecha e inferior izquierda del Centro Galáctico.

Se evitan otras regiones porque están dominadas por estrellas de la Vía Láctea y materia interestelar, o por polvo difuso en el Sistema Solar, la llamada luz zodiacal.

Tres sondeos profundos

El sondeo amplio se complementa con un sondeo profundo, que toma alrededor del 10% del tiempo total de observación y observa repetidamente solo tres trozos del cielo, los campos profundos de Euclid, resaltados en amarillo en esta imagen:

  • El Euclid Deep Field North, visible en la parte superior izquierda de la imagen, se encuentra en el cielo del norte y abarca 20 grados cuadrados.
  • El Euclid Deep Field Fornax, visible en la parte inferior derecha de la imagen, se encuentra en el cielo del norte y abarca 10 grados cuadrados.
  • El Euclid Deep Field South, visible también en la parte inferior derecha de la imagen, se encuentra en el cielo del norte y abarca 20 grados cuadrados.

La misión Euclid

Nombre

La misión Euclid lleva el nombre del matemático griego Euclides de Alejandría, que vivió alrededor del año 300 a. C. y fundó la teoría de la geometría.

Logo misión Euclid
Logo misión Euclid

Como la densidad de la materia y la energía está ligada a la geometría del Universo, la misión recibió su nombre en su honor.

Objetivos de la misión

Euclid está diseñado para explorar la evolución del Universo oscuro. Hará un mapa 3D del Universo (con el tiempo como la tercera dimensión) mediante la observación de miles de millones de galaxias a 10 mil millones de años luz, en más de un tercio del cielo.

Lanzamiento de Euclid: El Universo en el espacio y tiempo.
Lanzamiento de Euclid: El Universo en el espacio y tiempo.

Si bien la energía oscura acelera la expansión del Universo y la materia oscura gobierna el crecimiento de las estructuras cósmicas, los científicos siguen sin estar seguros de qué son realmente la energía oscura y la materia oscura.

Al observar la evolución del Universo durante los últimos 10.000 millones de años, Euclid revelará cómo se ha expandido y cómo se han formado las estructuras cósmicas a lo largo de la historia del Universo. De este modo, los astrónomos pueden inferir las propiedades de la energía oscura, la materia oscura y la gravedad, para revelar más sobre su naturaleza precisa.

Esto aborda dos temas centrales del programa Cosmic Vision de la ESA: ¿Cuáles son las leyes físicas fundamentales del Universo?, y ¿Cómo se originó el Universo y de qué está hecho?

Resumen de objetivos

  • Investigar si la Energía Oscura es real, o si la aceleración aparente del Universo es causada por una «rotura» de la teoría de la Relatividad General en las escalas más grandes, o un error en nuestra suposición de que el Universo tiene una densidad más o menos uniforme.
  • Si la energía oscura es real, investigar si es una energía constante uniformemente repartida por el espacio, lo que la convertiría en la constante cosmológica de la teoría de la Relatividad General de Einstein, o una nueva fuerza de la naturaleza que evoluciona con la expansión del Universo.
  • Investigar la naturaleza de la materia oscura, la masa de los neutrinos y si hay otro tipo de partículas de movimiento rápido no detectadas hasta ahora en el Universo.
  • Investigar las condiciones en el Universo tras el Big Bang que originaron las estructuras a gran escala que observamos en la actualidad.

Preguntas clave

Euclid está diseñado para abordar algunas de las preguntas más importantes de la cosmología, como son:

  • ¿Cuál es la estructura y la historia de la red cósmica?
  • ¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura?
  • ¿Cómo ha cambiado la expansión del Universo con el tiempo?
  • ¿Cuál es la naturaleza de la energía oscura?
  • ¿Es completa nuestra comprensión de la gravedad?


Nave espacial e instrumentos

La nave espacial Euclid mide aproximadamente 4,7 m de altura y 3,7 m de diámetro, y su masa en órbita será de 2 toneladas (incluidos 800 kg de módulo de carga útil, un módulo de servicio de 850 kg, 40 kg de masa de equilibrio y 210 kg de propulsor).

Lanzamiento de Euclid: La nave.
Lanzamiento de Euclid: La nave.

Euclid consta de dos componentes principales:

  • El módulo de carga útil: consta de un telescopio de 1,2 m de diámetro y dos instrumentos científicos: una cámara de longitud de onda visible (el instrumento VISible, VIS) y una cámara/espectrómetro de infrarrojo cercano (el espectrómetro y fotómetro de infrarrojo cercano, NISP).
  • El módulo de servicio: contiene los sistemas satelitales de generación y distribución de energía eléctrica, control de actitud, electrónica de procesamiento de datos, propulsión, telecomando y telemetría, y control térmico.

Lanzamiento de Euclid: Instrumentos VIS y NISP
Lanzamiento de Euclid: Instrumentos VIS y NISP

Viaje y órbita

Euclid se lanzará en un vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 desde Cabo Cañaveral, Florida, EE. UU.

Lanzamiento de Euclid: Hacia el punto L2
Lanzamiento de Euclid: Hacia el punto L2

Su órbita operativa será un halo alrededor de un punto conocido como el segundo punto de Lagrange Sol-Tierra (L2), a una distancia promedio de 1,5 millones de kilómetros más allá de la órbita terrestre.

Esta ubicación especial sigue el ritmo de la Tierra mientras orbitamos alrededor del Sol (y también alberga los telescopios espaciales Gaia y Webb de la ESA).

Vida útil

La duración nominal de la misión es de seis años, aunque con posibilidad de prórroga (limitada por la cantidad de gas frío utilizado para la propulsión).

Historia

Euclid surgió de dos conceptos de misión que se propusieron en respuesta a la convocatoria de propuestas ESA Cosmic Vision 2015-2025, emitida en marzo de 2007:

  • Dune, el explorador del Universo oscuro.
  • Space, el explorador cósmico de espectroscopia de cielo completo.

Ambas misiones propusieron técnicas complementarias para sondear la energía oscura y, tras una fase de estudio de evaluación, se unieron como una misión combinada: La misión Euclid.

En octubre de 2011, Euclid fue seleccionada por el Comité del Programa Científico de la ESA para su implementación y se adoptó formalmente en junio de 2012.

Colaboración

Euclid es una misión totalmente europea, construida y operada por la ESA, con contribuciones puntuales de la NASA.

El Consorcio Euclid, compuesto por más de 2.000 científicos de 300 institutos en 13 países europeos, EE. UU., Canadá y Japón, proporcionó los instrumentos científicos y el análisis de datos científicos.

La ESA seleccionó a Thales Alenia Space como contratista principal para la construcción del satélite y su módulo de servicio, con Airbus Defence and Space elegido para desarrollar el módulo de carga útil, incluido el telescopio.

La NASA proporcionó los detectores de infrarrojo cercano del instrumento NISP.

Resumen de la misión

Euclid es una misión de estudio de la cosmología que ha sido optimizada para determinar las propiedades de la energía oscura y la materia oscura a escalas cósmicas:

Lanzamiento de Euclid: lentes gravitacionales débiles.
Lanzamiento de Euclid: lentes gravitacionales débiles.

  • Tomará imágenes en luz óptica e infrarroja cercana; Estas imágenes irán cubriendo con el tiempo más de un tercio del cielo extra galáctico (fuera de la Vía Láctea) y representarán miles de millones de objetivos cósmicos a una distancia donde la luz ha tardado hasta 10 mil millones de años en llegar a nosotros. La calidad de imagen de Euclid será al menos cuatro veces más nítida que la lograda por estudios del cielo desde la Tierra.
  • Realizará espectroscopia de infrarrojo cercano de cientos de millones de galaxias y estrellas sobre el mismo cielo, lo que permitirá a los científicos investigar en detalle las propiedades químicas y cinemáticas de muchos objetivos.
  • Creará un gran archivo de datos únicos, de un volumen sin precedentes para una misión espacial, lo que permitirá la investigación en todas las disciplinas de la astronomía.

Fuentes:

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