China usará satélites en órbita lunar para estudiar en 2025 las señales del Universo primitivo

Un equipo de investigadores chinos planea usar la Luna como escudo para detectar bajas frecuencias del espectro electromagnético, que de otro modo serían difíciles de observar, y abrir una nueva ventana al Universo. La misión 'Discovering the Sky at the Longest Wavelengths' (DSL) tiene como objetivo buscar señales débiles del cosmos primitivo utilizando una matriz de 10 satélites en órbita lunar. La previsión es lanzar dicho conglomerado en 2025 y ofrecer uno de los primeros atisbos del Universo a través de una nueva lente. 

Nueve naves espaciales 'hermanas' realizarán observaciones del cielo mientras pasan por el otro lado de Selene, utilizando nuestro astro vecino, de 3.474 kilómetros de diámetro, para bloquear las interferencias electromagnéticas. Tanto las provocadas por el hombre como las que no. Los datos recopilados en este entorno prístino de radio serán guardados por una nave espacial 'madre' más grande y transmitidos a la Tierra cuando los satélites estén en el lado cercano de la Luna y a la vista de las estaciones terrestres.

La misión tiene como objetivo mapear el cielo y catalogar las principales fuentes de señales de longitud de onda larga, la última área del espectro electromagnético, en gran parte sin descubrir, según recoge un artículo sobre la misión DSL del National Astronomical Observatorie y el National Space Science Center, dos instituciones dependientes de la Academia de Ciencias de China. «Una misión como esta en la órbita lunar podría tener un gran impacto científico, particularmente en la ciencia del amanecer cósmico y la edad oscura», afirma Marc Klein Wolt, director gerente del Radboud Radio Lab en los Países Bajos y miembro de la Red de Baja Frecuencia Países Bajos-China. 

Explorer (NCLE), a bordo del satélite de retransmisión chino Queqiao (también llamado Puente Magpie, puesto en órbita en 2019). Detectar las edades oscuras cósmicas (el tiempo antes de que se formaran las primeras estrellas y comenzaran a brillar) y el amanecer cósmico (cuando se formaron las primeras estrellas y galaxias) requiere hacer observaciones de frecuencias entre 10 y 50 megahercios. Las señales emitidas por los átomos de hidrógeno durante estas primeras eras se han extendido en escalas de tiempo cósmicas a longitudes de onda mucho más largas a lo largo de 13 mil millones de años de tiempo de viaje. 

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La radioastronomía de este tipo es extremadamente difícil en la Tierra, ya que la ionosfera interfiere o bloquea totalmente estas longitudes de onda ultralargas. «Para medir la señal del 'amanecer cósmico', o incluso la señal de la 'edad oscura', que es aún más difícil, tienes que estar en un entorno realmente silencioso», explica Wolt. Los satélites podrían, con el tiempo, medir así las distribuciones primordiales de hidrógeno en varias épocas diferentes en la vida temprana del Universo. 

Aprender cómo evolucionaron con el tiempo y se convirtieron en cúmulos de materia más grandes para formar estrellas y galaxias sería una contribución importante. La heliofísica, el clima espacial, los exoplanetas, el medio interestelar y las fuentes de radio extragalácticas son solo algunas de las otras áreas en las que la Astronomía de longitud de onda larga de DSL podría hacer contribuciones adicionales. «Cuando abres una nueva ventana al Universo, vas a hacer nuevos descubrimientos, cosas que aún no conoces», dice Wolt. 

Los astrónomos de Estados Unidos y del mundo se han propuesto instalar telescopios en el otro lado de la Luna para beneficiarse de la tranquilidad de la radio para hacer observaciones sin precedentes. Durante miles de millones de años, la gravedad terrestre ha ralentizado la rotación del astro, haciéndola estar 'bloqueada por mareas', lo que significa que el lado opuesto ahora nunca mira a la Tierra y está protegido de cualquier ruido electromagnético creado por fuentes terrestres. 

Sin embargo, la misión DSL evitará el costo y la complejidad mucho mayores de la necesidad de aterrizar y establecerse en la Luna. Tampoco será necesario llevar sistemas de calefacción de radioisótopos para mantener calientes los componentes electrónicos durante las gélidas noches lunares de dos semanas. Por otro lado, estar en órbita limita la duración de las observaciones que los satélites pueden realizar mientras están protegidos por Selene. 

Gracias a ellos se podrán conocer «las incógnitas desconocidas», según Wolt

 

Sin embargo, hay otros beneficios: «Con el tren de satélites, se pueden realizar observaciones de interferometría, por lo que se pueden combinar las mediciones de los distintos instrumentos. Y mientras orbitan alrededor de la Luna, pueden cubrir la mayor parte del cielo cada mes», asevera Wolf. La misión presenta una serie de desafíos, como mantener los satélites en órbita en una configuración precisa. También sería un ejemplo temprano del uso de pequeños satélites para la ciencia espacial en el espacio profundo. 

China intentó previamente probar la interferometría en órbita lunar con dos pequeños aparatos que se lanzaron junto con el satélite de retransmisión Queqiao en 2018 para apoyar la misión de aterrizaje Chang'e 4, pero una de las naves se perdió en el transcurso de la Tierra a la órbita translunar. Este próximo intento sería mucho más ambicioso. El equipo de DSL completó recientemente el estudio intensivo de la misión y ahora está solicitando ingresar a la fase de ingeniería.