Si funciona, capturaremos una imagen de un exoplaneta tan nítida que podremos ver características de solo 10 kilómetros de ancho.

Un nuevo proyecto astronómico propone el uso de una flota naves espaciales de vela solar para volar más rápido y más lejos de la Tierra que cualquier sonda anterior, dar la vuelta y usar la gravedad del Sol como una lupa gigante.

El proyecto, llamado SGL (Solar Gravity Lens) cuenta con la presencia de la NASA y una colección de universidades, compañías aeroespaciales y otras organizaciones, así como el cofundador de Planetary Society, Lou Friedman, considerado gurú original de la navegación espacial por vela solar.

«Siempre estoy entusiasmado por tratar de hacer que algo suceda que no puede suceder de otra manera», dijo en un comunicado Friedman, un consultor para el proyecto SGL que dirigió un esfuerzo de la NASA en la década de 1970 para enviar una nave espacial de vela solar al cometa Halley. «La razón por la que comenzamos con la navegación solar en la Planetary Society fue porque nos permitió dar los primeros pasos hacia la exploración interestelar. Nuestra vela solar funcionó muy bien, y su éxito da confianza y credibilidad a la idea de navegar a través del sistema solar».

El plan tiene muchos obstáculos, pero la recompensa sería increíble, dijo Slava Turyshev, físico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA que encabeza el proyecto.

«Dentro de nuestro vecindario solar, que clasificamos dentro de 100 años luz, hemos identificado varios exoplanetas que pueden estar en la zona habitable de su estrella», dijo Turyshev, refiriéndose a la región alrededor en que no hace demasiado calor ni demasiado frío y podría existir agua líquida. «Y ahora tenemos la pregunta, ¿qué haríamos si encontramos algo que indique la presencia de vida en un exoplaneta? ¿Podríamos viajar allí, o al menos verlo?».

Cómo funciona

Hace un siglo, Albert Einstein predijo la idea de que la gravedad puede doblarse y ampliar la luz, un concepto conocido como lente gravitacional. El fenómeno se produce cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes se curva y magnifica alrededor de un objeto masivo (como una galaxia) situado entre el objeto emisor y el receptor. Esto permite poder analizar los objetos amplificados por la lente mediante las técnicas habituales de fotometría o espectroscopia astronómicas.

El telescopio espacial Hubble y otros observatorios han visto este fenómeno: finos arcos y anillos de galaxias distantes, distorsionados y amplificados por la gravedad de galaxias más cercanas.

Anillos de Einstein vistos por el Hubble.

Los investigadores detrás del proyecto SGL plantean que para valerse del mismo fenómeno para ver exoplanetas solo necesitamos viajar hacia el punto focal adecuado. Por ejemplo, para un exoplaneta a 100 años luz, el punto focal debe situarse a 97.000 millones de kilómetros —o 16 veces más lejos de lo que Plutón está del Sol—. La sonda Voyager 1, que se ha aventurado más allá en el espacio que cualquier otro artefacto hecho por el hombre, solo ha viajado unos 20.000 millones de kilómetros, y le tomó 40 años hacerlo.

Entonces, ¿cuál es la solución para llegar al punto focal adecuado más rápido? Sí, una vela solar.

Esquema de trayectorias de luz en una lente gravitatoria. Las imágenes de objetos distantes adquieren forma de arcos rodeando el objeto masivo intermedio.

Las livianas velas solares capturan el impulso de la luz del Sol y lo usan para propulsarse. Por medio de esta tecnología, una nave de SGL volaría cerca del Sol, ganando una increíble velocidad y disparándose a sí misma hacia la periferia del sistema solar, y haciendo el mismo viaje en solo 25 años.

En lugar de las grandes y pesadas naves utilizadas en el pasado, los investigadores visualizan sondas pequeñas y resistentes para este tipo de misiones exploratorias. Una posibilidad es lanzar enjambres de cubesats, similares a aquellos de LightSail 2, que podrían ensamblarse entre ellos cuando se requiera crear un sistema óptico más grande. Si estas naves son lo suficientemente económicas, las misiones podrían enviarse a puntos focales para múltiples exoplanetas.

Imagen tomada desde la vela solar LightSail 2 el 21 de enero de 2020. En ella se puede apreciar la costa oeste de la India (el norte está a la derecha).

En la región focal, la luz del exoplaneta se doblaría en un círculo conocido como Anillo de Einstein. El anillo contendría dos partes, la primera proveniente de una sola porción de 10×10 kilómetros del exoplaneta, que representaría un solo pixel en la imagen final. La segunda contendría la luz del resto del exoplaneta. A medida que la nave acelera a través de la región focal, necesitaría moverse alrededor utilizando mini propulsores de iones —ya que la luz solar sería demasiado débil para la vela a esa distancia— para cambiar la porción del exoplaneta a ver.

Con la óptica adecuada, y tomando un millón de imágenes de los anillos desde diferentes ubicaciones, la imagen compuesta final sería algo similar a aquella tomada desde la órbita de la Luna por los astronautas de la misión Apolo 8 en 1968, capturando características de la superficie del planeta.

Cuando los astronautas del Apolo 8 orbitaron la cara oculta de la Luna, se convirtieron en los primeros humanos en ver a la Tierra salir por detrás de la Luna. La icónica imagen fue publicada por primera vez el 30 de diciembre de 1968.

Fuente: Planetary.org. Edición: EP.

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