La ESA intenta quitar una finísima capa de hielo de la visión del telescopio espacial Euclid

El telescopio espacial Euclid, bautizado como el 'detective del Universo oscuro' por la Agencia Espacial Europea (ESA), vuelve a enfrentar problemas: el ingenio, que hace un mes comenzó su masivo estudio de la galaxia, tiene una finísima capa de hilo de agua, del ancho de una hebra de ADN, que está empezando a afectar su visión. Después de meses de investigación, los equipos están probando un procedimiento inédito para descongelar la óptica de la misión, sin afectar su propósito de crear el mapa 3D más grande y preciso de hasta 10.000 millones de años luz.

El satélite fue lanzado en julio de 2023 y apenas un mes después llegó a su destino, el Punto L2 de Lagrange, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, desde donde capturó sus primeras imágenes de prueba. Hacia finales de septiembre, los responsables identificaron tres problemas: sus sensores perdían el rastro de las estrellas, la luz solar obstaculizaba su observación y los rayos X se colaban en la información capturada a través de su instrumento visible (VIS).

Desde la ESA explican que Euclid está experimentando un dilema común al que se enfrentan las naves una vez que llegan al Espacio: el agua absorbida del aire durante el montaje en la Tierra ahora se está liberando gradualmente de ciertos componentes de la nave espacial, arrastrados por el vacío. En el frío glacial de su nuevo entorno, esas moléculas tienden a adherirse a la primera superficie en la que aterrizan, y cuando aterrizan en la óptica de esta misión altamente sensible, pueden causar problemas.

El científico de calibración del consorcio Euclid y uno de los principales diseñadores del nuevo plan de deshielo, Mischa Schirmer, detalla que "comparamos la luz de las estrellas que entra a través del instrumento VIS con el brillo registrado de las mismas estrellas en épocas anteriores, vistas tanto por Euclid como por la misión Gaia de la ESA. Algunas estrellas del Universo varían en su luminosidad, pero la mayoría son estables durante muchos millones de años. Entonces, cuando nuestros instrumentos detectaron una leve y gradual disminución en los fotones entrantes, supimos que no eran ellos, sino nosotros".

Después del lanzamiento se produjo una "campaña de desgasificación" en la que el telescopio se calentó mediante calentadores a bordo y también se expuso parcialmente al Sol, sublimando la mayoría de las moléculas de agua presentes en las superficies de Euclid o cerca de ellas. Una fracción "considerable", sin embargo, ha sobrevivido al ser absorbida por el aislamiento multicapa y ahora está siendo liberada lentamente en el vacío del Espacio.

Nuevo plan de "descontaminación" de Euclid

Los científicos han debido aunar esfuerzos de diversos equipos de la ESA alrededor de Europa, como Estec en Países Bajos, el Centro de Operaciones Científicas (ESAC) en Madrid y ESOC en Darmstadt, Alemania; además del consorcio a cargo y Thales Alenia Space como contratista principal. La opción más "sencilla" sería utilizar el procedimiento de descontaminación desarrollado mucho antes del lanzamiento y calentar toda la nave espacial. Los equipos de control de la misión enviarían órdenes para encender todos los calentadores a bordo durante varios días, aumentando lentamente las temperaturas desde aproximadamente -140 grados centígrados hasta, en algunas partes de la nave espacial, un "caliente" -3.

Hacer esto limpiaría la óptica, pero también calentaría toda la estructura mecánica de la nave espacial. A medida que la mayoría de los materiales se calientan, se expanden y no necesariamente regresan exactamente al mismo estado después de un enfriamiento de una semana, lo que significa una diferencia potencialmente sutil en la alineación óptica de Euclid. Esto no servirá para una misión tan sensible donde se pueden notar efectos en la óptica con un cambio de temperatura de solo una fracción de grado, lo que requiere al menos varias semanas de recalibración fina.

El director de Vuelo de Euclid, Andreas Rudolph, comenta que "la mayoría de las otras misiones espaciales no tienen requisitos tan exigentes en cuanto a 'estabilidad termoóptica' como Euclid. Para cumplir los objetivos científicos mediante la observación de miles de millones de galaxias en más de un tercio del cielo, significa que tenemos que mantener la misión increíblemente estable, y eso incluye su temperatura. Por lo tanto, el encendido de los calentadores en el módulo de carga útil debe realizarse con sumo cuidado".

Para limitar los cambios térmicos, el equipo comenzará calentando individualmente las partes ópticas de bajo riesgo de la nave espacial, ubicadas en áreas donde es poco probable que el agua liberada contamine otros instrumento. Comenzarán con dos espejos que se pueden calentar de forma independiente. Si la pérdida de luz persiste y empieza a tener impacto en la ciencia, seguirán calentando otros grupos de espejos de Euclid, comprobando cada vez qué porcentaje de fotones recuperan.

Se seguirán liberando pequeñas cantidades de agua dentro de Euclid durante la vida de la misión, por lo que se necesita una solución a largo plazo para descongelar periódicamente su óptica sin consumir demasiado tiempo de la misión que tiene seis años para completar su estudio.