Misión Artemis podría llevar el primer telescopio gigante a la superficie de la Luna

Se trata de un interferómetro, un conjunto de instrumentos que unidos pueden recolectar datos como lo haría un telescopio mayor. El proyecto es viable, pero depende de que los humanos vuelvan a la Luna.

Ilustración del concepto AeSI: un sistema inicial de 15 elementos que podría construirse como primer paso en un escenario de desarrollo por etapas, para alcanzar el objetivo final de 30 estaciones de espejo primario. Imagen: Britt Griswold/GSFC.
Ilustración del concepto AeSI: un sistema inicial de 15 elementos que podría desarrollarse por etapas hasta alcanzar una configuración final de 30 espejos. Imagen: Britt Griswold/GSFC.

El regreso de los humanos a la superficie de la Luna, planeado por la Nasa a partir de 2026 con la misión Artemis, presenta la oportunidad de estudiar no solo el satélite, sino también el universo con alta resolución y sin la interferencia de la atmósfera.

Si bien parte de ello se consigue con los telescopios espaciales, el tamaño que pueden alcanzar estos es limitado, lo que ha llevado a un grupo de investigadores a plantear instalar un gran telescopio en la Luna.

Se trata de Artemis-enabled Stellar Imager (AeSI), un concepto cuya viabilidad han estado comprobando un grupo de investigadores del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la Nasa y su centro de diseño integrado. Contempla una serie de 15 a 30 telescopios ópticos/sensibles al ultravioleta ubicados en una elipse de 500 metros a 1 km sobre la superficie lunar. Trabajarían como un interferómetro, como si fueran un solo gran telescopio de hasta 1 km, una técnica que en la Tierra utiliza el radiotelescopio Alma, por ejemplo.

Las ventajas de tener un telescopio en la Luna

El último informe sobre AeSI, publicado en Arxiv, confirma la viabilidad de construir y operar el interferómetro en la superficie lunar e identifica sus oportunidades de optimización y estudios comerciales necesarios para perfeccionar el diseño.

El concepto previo a la Fase I (línea superior) vs. el diseño base de la Fase I (línea inferior) para el generador de imágenes estelares (AeSI) con tecnología Artemis. Ilustraciones artísticas: Britt Griswold.
Conceptos de la Fase I del generador de imágenes estelares (AeSI) con tecnología Artemis. Ilustraciones artísticas: Britt Griswold.

“Un interferómetro lunar presenta ventajas únicas sobre las instalaciones terrestres y espaciales de vuelo libre. El entorno de vacío de la Luna simplifica las necesidades de infraestructura, ya que las líneas de retardo óptico no requieren cubiertas protectoras. Sus tiempos de coherencia instrumental, más largos, son órdenes de magnitud superiores a los de la Tierra (entre 10 y 100 segundos, frente al límite atmosférico de aproximadamente 1 milisegundo), lo que mejora drásticamente la sensibilidad”, sostiene el reporte.

Además, señalan, un interferómetro lunar proporcionaría acceso a las longitudes de onda ultravioleta que bloquea la atmósfera terrestre, a la vez que evitaría los desafíos de ingeniería que supone el mantenimiento de un telescopio espacial.

Los investigadores reconocen que construir el instrumento es técnicamente desafiante, pero la Luna ofrece un campo de pruebas ideal. “Las misiones precursoras más pequeñas o los despliegues a gran escala en la superficie lunar se beneficiarían de una combinación de apoyo humano y robótico para el ensamblaje, la depuración y el mantenimiento. Con Artemis allanando el camino para una presencia lunar sostenida, es el momento oportuno para evaluar y desarrollar las tecnologías necesarias para llevar la interferometría de ultraalta resolución al siguiente nivel”, indica el informe liderado por Kenneth G. Carperter.

Resolución sin precedentes

La misión Artemis IV, prevista para 2028, será la primera en instalar una estación espacial lunar. A partir de entonces podrán prepararse más misiones y la instalación de otras estructuras para la investigación en la Luna. Por lo tanto, la instalación de un telescopio en la superficie no será antes de fines de la década de 2030 o principios de la de 2040.

Concepto de la estación espacial Gateway, que albergará la nave espacial Orion y la nave espacial de logística de espacio profundo de SpaceX en una órbita polar alrededor de la Luna, apoyando el descubrimiento científico en la superficie lunar durante la misión Artemis IV. Imagen: Nasa.
Ilustración de la futura estación espacial Gateway en una órbita polar alrededor de la Luna, apoyando el descubrimiento científico en la superficie lunar durante la misión Artemis IV. Imagen: Nasa.


Por lo pronto, el equipo de AeSI continuará profundizando en la tecnología necesaria para desarrollar el interferómetro y explorando nuevas investigaciones científicas a las que pueda adaptarse.

En la actualidad, señala el equipo, AeSI tendría capacidades de imagen sin precedentes, permitiendo estudiar fenómenos astrofísicos dinámicos, como estrellas similares al Sol y otras como las supergigantes rojas. Buscaría, particularmente, descifrar el papel del magnetismo en el universo.

“Más allá de las estrellas similares al Sol, AeSI revolucionará nuestra comprensión de los entornos de alta energía, los climas y la posible habitabilidad de los exoplanetas, así como de una amplia gama de procesos magnetohidrodinámicos”, indica el informe.

Podría esclarecer, por ejemplo, si la meteorología espacial de las estrellas anfitrionas influye en los exoplanetas, entregando información clave sobre las condiciones que sustentan la habitabilidad en mundos distantes.

“AeSI generará imágenes de la superficie de estrellas frías evolucionadas con una alta resolución angular sin precedentes, revelando características clave de su superficie y transformando nuestra comprensión de la pérdida de masa y la evolución estelar. También permitirá avances importantes en nuestra comprensión de los núcleos activos de galaxias (AGN), las supernovas, las nebulosas planetarias, los sistemas binarios en interacción, los vientos y pulsaciones estelares, las estrellas y los discos en formación, y las estrellas evolucionadas y moribundas”, aseguran.

Referencias de la nota:

- Informe: NASA innovative advanced concepts Phase I Final Report -- A lunar long-baseline UV/optical imaging interferometer: Artemis-enabled Stellar Imager (AeSI) .

- Universe Today: We're one step closer to a giant interferometer on the Moon.