Darwin era un sugerido ESA misión clave que habría implicado una constelación de ocho y cincuenta y seis [2] nave espacial diseñada para detectar directamente la Tierra -como planetas que orbitan alrededor de estrellas cercanas y la búsqueda de evidencia de vida en estos planetas . El diseño más reciente preveía tres telescopios espaciales de vuelo libre , cada uno de tres a cuatro metros de diámetro, volando en formación como un interferómetro astronómico . Estos telescopios debían redirigir la luz de estrellas y planetas distantes a una cuarta nave espacial, que habría contenido el combinador de haz, espectrómetros y cámaras para el interferómetro.matriz, y que también habría actuado como un centro de comunicaciones. También había un diseño anterior, llamado "configuración Robin Laurance", que incluía seis telescopios de 1,5 metros, una nave espacial combinadora de haces y una nave espacial separada de energía y comunicaciones. [3]
Tipo de misión | Observatorio interferométrico |
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Operador | ESA |
Sitio web | www |
Parámetros orbitales | |
Sistema de referencia | Sol – Tierra L 2 |
Régimen | Órbita de halo |
Época | planificado |
El estudio de esta misión propuesta terminó en 2007 sin más actividades previstas. [1] Para producir una imagen, los telescopios habrían tenido que operar en formación con distancias entre los telescopios controladas dentro de unos pocos micrómetros, y la distancia entre los telescopios y el receptor controlada dentro de aproximadamente un nanómetro. [4] Habrían sido necesarios varios estudios más detallados para determinar si la tecnología capaz de tal precisión es realmente factible. [2]
Concepto
Los telescopios espaciales debían observar en la parte infrarroja del espectro electromagnético . Además de estudiar planetas extrasolares , los telescopios probablemente habrían sido útiles para obtener imágenes de propósito general, produciendo imágenes infrarrojas de muy alta resolución (es decir, milisegundos de arco ), lo que permitió el estudio detallado de una variedad de procesos astrofísicos.
Se eligió la región infrarroja porque en el espectro visible un planeta similar a la Tierra es eclipsado por su estrella por un factor de mil millones . [3] Sin embargo, en el infrarrojo, la diferencia es menor en unos pocos órdenes de magnitud. Según un boletín de la ESA de 2000, todos los componentes de la nave espacial en la trayectoria óptica tendrían que enfriarse pasivamente a 40 kelvin para permitir que se realicen las observaciones infrarrojas. [3]
La búsqueda de planetas habría utilizado una configuración de interferómetro de anulación . En este sistema, se introducirían cambios de fase en los tres haces, de modo que la luz de la estrella central sufriría una interferencia destructiva y se cancelaría. Sin embargo, la luz de los planetas en órbita no se cancelaría, ya que los planetas están ligeramente desplazados de la posición de la estrella. Esto permitiría detectar planetas, a pesar de la señal mucho más brillante de la estrella.
Para la detección de planetas, los telescopios operarían en modo de imágenes. La detección de un planeta similar a la Tierra requeriría unas 10 horas de observación en total, repartidas en varios meses. [ cita requerida ] Se esperaba que un diseño de 2002 que hubiera usado espejos de 1,5 metros tomara alrededor de 100 horas para obtener un espectro de un planeta posiblemente similar a la Tierra. [5]
Si la nave espacial Darwin detectara un planeta adecuado, se habría realizado un estudio más detallado de su atmósfera tomando un espectro infrarrojo del planeta. Al analizar este espectro, se podría determinar la química de la atmósfera, y esto podría proporcionar evidencia de vida en el planeta. La presencia de oxígeno y vapor de agua en la atmósfera podría ser evidencia de vida. El oxígeno es muy reactivo, por lo que si existen grandes cantidades de oxígeno en la atmósfera de un planeta, algún proceso como la fotosíntesis debe estar produciéndolo continuamente.
La presencia de oxígeno solo, sin embargo, no es una prueba concluyente de vida. Europa , la luna de Júpiter , por ejemplo, tiene una tenue atmósfera de oxígeno que se cree que se produce por radiólisis de moléculas de agua . Las simulaciones numéricas [ cita requerida ] han demostrado que en condiciones adecuadas es posible construir una atmósfera de oxígeno a través de la fotólisis de dióxido de carbono . La fotólisis de vapor de agua y dióxido de carbono produce iones hidroxilo y oxígeno atómico, respectivamente, y estos a su vez producen oxígeno en pequeñas concentraciones, y el hidrógeno se escapa al espacio. Cuando el O 2 es producido por fotólisis de H 2 O a gran altura, se producen compuestos hidrogenados como H + , OH - y H 2 O que atacan muy eficientemente al O 3 y evitan su acumulación. La única forma conocida de tener una cantidad significativa de O 3 en la atmósfera es que el O 2 se produzca a baja altitud, por ejemplo, mediante fotosíntesis biológica, y que poco H 2 O llegue a grandes altitudes donde los rayos UV están presentes. Para los planetas terrestres, la presencia simultánea de O 3 , H 2 O y CO 2 en la atmósfera parece ser una firma biológica confiable, y la nave espacial Darwin habría sido capaz de detectar estos componentes atmosféricos. [5]
Planetas candidatos
Planet Gliese 581 d , descubierto en 2007, fue considerado un buen candidato para el proyecto Darwin. [6] Orbita dentro de la zona habitable teórica de su estrella, [7] y los científicos suponen que las condiciones en el planeta podrían ser propicias para sustentar la vida.
Iniciativas similares
La versión interferométrica de la NASA 's Terrestrial Planet Finder misión es similar en concepto a Darwin y también tiene objetivos científicos muy similares. Según la documentación del presupuesto de 2007 de la NASA, publicada el 6 de febrero de 2006, [8] el proyecto se aplazó indefinidamente, [9] y en junio de 2011 se informó que el proyecto fue cancelado. Antoine Labeyrie ha propuesto un interferómetro astronómico espacial mucho más grande similar al de Darwin, pero con los telescopios individuales colocados en una disposición esférica y con énfasis en la obtención de imágenes interferométricas . Este proyecto de hipertelescopio sería mucho más caro y complejo que las misiones Darwin y TPF, que implican muchas naves espaciales grandes que vuelan libremente.
Referencias
- ^ a b "Hoja informativa de Darwin: Encontrar planetas similares a la Tierra" . Agencia Espacial Europea . 2009-10-23. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2008 . Consultado el 27 de octubre de 2009 .
- ^ a b c "Darwin: el estudio terminó, no se planean más actividades" . Agencia Espacial Europea . 2009-10-23 . Consultado el 27 de octubre de 2009 .
- ^ a b c Fridlund, CVM (agosto de 2000). "Boletín 103 de la ESA: Darwin: la misión de interferometría espacial infrarroja" (PDF) . ESA . Consultado el 7 de noviembre de 2016 .
- ^ Penny, Alan J (27 de julio de 1999). "Un concepto para la versión 'Free-Flyer'" . Laboratorio Rutherford Appleton. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2005 . Consultado el 30 de octubre de 2009 .
- ^ a b Karlsson, Anders; Malcolm Fridlund (abril de 2002). "Darwin: el interferómetro espacial infrarrojo" . Alcatel. Archivado desde el original (GIF) el 28 de octubre de 2005 . Consultado el 30 de octubre de 2009 .
- ^ von Bloh, W .; Bounama, C .; Cuntz, M .; Franck, S. (2007). "La habitabilidad de las super-Tierras en Gliese 581". Astronomía y Astrofísica . 476 (3): 1365-1371. arXiv : 0705.3758 . Bibcode : 2007A y A ... 476.1365V . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20077939 . S2CID 14475537 .
- ^ Science Daily: el planeta extrasolar puede ser habitable
- ^ "Declaración de presupuesto de la NASA" . Sociedad planetaria . 2006-02-06 . Consultado el 17 de julio de 2006 .
- ^ Solicitud de presupuesto para el año fiscal 2007 del presidente de la NASA
enlaces externos
- Darwin: el estudio terminó, no se planearon más actividades
- Misión espacial de exoplanetas DARWIN