Una cámara en el espacio para fotografiar lo infotografiable

La tarea del equipo no ha sido sencilla. En los últimos meses, la empresa Satlantis ha estado desarrollando una cámara para fotografiar la materia oscura existente en el universo. En realidad, son cuatro dispositivos de alta precisión que se complementan, dos de ellos con luz infrarroja, a bordo de un satélite de 300 kilos. Estas cámaras observarán las estructuras alrededor de pequeñas galaxias para estudiar la distribución de esta materia que, por cierto, es invisible.

El proyecto se llama ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remmants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys). Se trata de la primera misión científica de la Agencia Espacial Europea (ESA) coordinada y liderada por España. Además, tiene otra particularidad: “Estamos acostumbrados a que los científicos definan el reto y después, se consulte a la industria. Pero, en este caso, vamos desde el comienzo de la mano”, explica Juan Tomás Hernani, fundador y consejero delegado de Satlantis, la empresa responsable de los componentes centrales del sistema satelital —la denominada carga útil— y del desarrollo de las cámaras.

Esta compañía ubicada en Leioa (Bizkaia) no parte de cero. La firma tiene una década de experiencia en observación de la Tierra a través de estos aparatos. Por ejemplo, en la detección de fugas de metano o en la evaluación de huellas espectrales de incendios. Ahora, sus cámaras girarán 180 grados y enfocarán hacia galaxias “cercanas”, situadas a entre 82 y 130 millones de años luz.

“Debemos colocar el satélite lo suficientemente lejos de la Tierra para que la luz del albedo no nos moleste. El punto elegido está a 800 kilómetros de distancia de la superficie, a una órbita alta para poder corregir el giro y mirar siempre a la misma estrella, siempre de espaldas al Sol”, detalla este directivo, que antes fue secretario de Estado de Innovación (2009-2012).

Resolución de las cámaras

La óptica de las cámaras es “superprecisa”, debido a sus lentes con tolerancia de una micra y 40 nanómetros de rugosidad. “Si estas mismas cámaras se colocaran a 500 kilómetros de nuestro planeta para observarlo, nos proporcionarían una resolución de 80 centímetros de píxel. Podríamos reconocer, por ejemplo, un coche o árboles frutales”, asevera Hernani.

El jefe de Proyecto de ARRAKIHS en la ESA, Carlos Corral van Damme, añade que “la clave para esta precisión estará en la planificación”. Desde el principal centro de la agencia para el desarrollo de satélites, ubicado en Holanda, donde atiende a EL PAÍS, Van Damme explica que “la misión va a tener que acumular 150 horas de observación en, al menos, 75 galaxias cercanas para conocer las estructuras en el halo con muy bajo brillo superficial”. El proceso sería más o menos similar al que se produce en una fotografía con una larguísima exposición para, de esta forma, ser capaces de “obtener un pequeño número de fotones”. Solo que, en este caso, hablamos de 900 exposiciones por galaxia de 10 minutos cada una.

El desconocimiento acerca de la materia oscura asombra e ilusiona a partes iguales a la comunidad científica, asegura este español con ascendencia belga. También a otro de sus compañeros de misión, Rafael Guzmán, quien ha regresado a España como líder el consorcio responsable de ARRAKIHS después de tres décadas de recorrido profesional en California y Florida (Estados Unidos). “La materia oscura refleja la ignorancia de lo que todavía no conocemos del universo”, sentencia Guzmán.

Hasta ahora, la ciencia conoce su existencia “porque responde a las leyes de gravitación”. Este astrofísico, que también es profesor de investigación en el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), agrega: “No podemos verla, pero sí estudiar el efecto que tiene sobre elementos compuestos por átomos o moléculas”. Dicho de otra forma, estos científicos inferirán las propiedades de la materia oscura de su interacción con objetos de materia normal.

Si todo sale según lo previsto, podrían obtener resultados contradictorios a la evidencia empírica. Actualmente, los modelos de materia oscura fría estándar predicen que los halos galácticos deberían tener una estructura mucho más grumosa de lo observado. “Si son correctos, el 95% del universo está en una forma desconocida y, solamente, el 5% corresponde a todos los planetas, estrellas o galaxias detectados”, subraya Guzmán. De la misma forma, la materia oscura también permitiría determinar, en primer lugar, la edad del universo y, en segundo lugar, su futuro, es decir, “si se expandirá siempre o llegará un momento en el que colapse sobre sí mismo”.

El consorcio de la misión ARRAKIHS está formado, ahora mismo, por cinco países. Suiza y Suecia se centran, en gran medida, en toda la parte teórica, incluidos los modelos cuyas predicciones se van a probar en esta misión. El trabajo de Austria y Bélgica está ligado a diferentes sistemas de instrumentación. El liderazgo de todo este trabajo recae en España. Este grupo internacional está formado por 120 profesionales divididos en tres áreas: por un lado, los astrofísicos, físicos y matemáticos; por otro lado, la comunidad de ingenieros de una gran variedad de ámbitos; por último, los científicos y gestores que coordinan el trabajo.

ARRAKIHS forma parte de una de las misiones de clase Fast de la ESA. Estos cometidos se caracterizan por contar con un “bajo” presupuesto y porque entre la selección y el lanzamiento no pasan más de 10 años, tal y como especifica este jefe de proyecto. De hecho, el pasado mes de marzo se alcanzó un importante hito: la ESA aprobó la finalización de la Fase A, consistente en una revisión de los instrumentos fotográficos.

El equipo trabaja ahora para lograr pasar la Fase B en la primera mitad de 2026. Para ello, deberán realizar prototipos de los equipos y validar si funcionarían en las extremas condiciones de la termosfera, como unas temperaturas de hasta 120 bajo cero. El punto de partida es que las cámaras de Satlantis ya han sido validadas en el espacio. El lanzamiento del satélite está previsto para 2030.

Van Damme también mira con ansia este horizonte, sin perder de vista las cuentas del proyecto. “El presupuesto de la ESA asignado a ARRAKIHS es de 200 millones de euros para la construcción del satélite y la preparación del segmento terreno, el lanzamiento y las operaciones de la misión”, revela. Sin embargo, a esta cantidad habría que añadir la financiación para el desarrollo del instrumento “que corre a cargo de España y otros países”, y varios “costes adicionales” que asumirán el resto de los consorciados. Por ello, Van Damme no se atreve a dar una cifra final, mucho menos, en estos momentos de la misión.

Lo que sí tiene claro es que “ha habido una clara voluntad de crecimiento e implicación de España en el sector espacial”. Desde hace unos años, percibe un papel “más protagonista y activo en muchas misiones, desde contribuciones, hasta ámbitos de liderazgo”, como es el caso de ARRAKIHS.

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