Así es ‘Cheops’, el satélite español para medir exoplanetas

En los últimos siglos ya se sospechaba, pero hasta 1995, nadie supo a ciencia cierta que existían mundos como la Tierra en la órbita de otras estrellas. Ahora se conocen más de 4.000 planetas extrasolares, pero todavía muy poco acerca de sus características. ¿De qué están hechos? ¿Cómo se formaron? ¿Son habitables? Para buscar las respuestas ha nacido Cheops, un nuevo satélite de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) fabricado en España y enfocado exclusivamente a estudiar los exoplanetas ya identificados.

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Cheops es una nave modesta. Apenas mide un metro y medio de largo, de alto y de ancho, y solo cuenta con un instrumento científico: un fotómetro muy sensible que medirá la luz de otros sistemas planetarios. Su misión es registrar el tamaño de los exoplanetas para que los científicos puedan calcular la densidad media de cada uno y así estimar su composición, es decir, si son rocosos como la Tierra o bolas de gas como Júpiter y Saturno.

La misión —rápida y barata en el contexto de la exploración espacial— es un hito del programa científico de la ESA. Sienta las bases para el estudio más detallado de exoplanetas que la agencia planea para la próxima década, y además es la primera misión espacial internacional dirigida desde España. En un concurso abierto a la industria europea, la división española de Airbus Defensa y Espacio ganó en 2014 el contrato de 25 millones de euros para encargarse de fabricar el satélite. “La forma en que se ha desarrollado ha sido de vértigo”, dice Andrés Borges, el responsable en Airbus del proyecto. Cinco años más tarde, Cheops está listo para volar.

“Esta es la primera misión científica de categoría pequeña que llevamos a cabo”, dijo Nicola Rando, responsable de la ESA del proyecto Cheops, durante la presentación del satélite a los medios en las instalaciones de Airbus en Madrid. Hablaba junto a la sala limpia donde ahora descansa el aparato bajo una cubierta protectora. Allí permanecerá hasta que llegue el momento del lanzamiento, programado a bordo de un cohete Soyuz para octubre de este año, desde el puerto espacial europeo en Guayana Francesa. Cheops compartirá la nave con otro instrumento de la agencia espacial italiana, para abaratar los costes de esta misión que la ESA ha limitado a 50 millones de euros.

Cuando se encuentre en la órbita terrestre, a 700 kilómetros de altura, el nuevo satélite enfocará su telescopio a las estrellas de nuestra galaxia para medir la reducción del brillo que se produce en cada una cuando un planeta cruza por delante de ella. Este descenso en la cantidad de luz percibida se corresponde al tamaño relativo del planeta. La gran ventaja de centrarse en objetivos conocidos es que Cheops maximizará la recogida de datos durante su vida útil de tres años y medio, ya que sabrá exactamente a dónde apuntar y cuándo, anticipándose al tránsito de los cuerpos que más interesan. La repetición de mediciones estables permitirá, por primera vez, determinar con exactitud y precisión el radio de cada exoplaneta.

La misión es un hito del programa científico de la ESA. Sienta las bases para el estudio más detallado de exoplanetas que la agencia planea para la próxima década, y además es la primera misión espacial internacional dirigida desde España

En el futuro, un satélite equipado con un espectrógrafo, como el de la misión Ariel programada por ESA para la próxima década, podrá analizar el espectro electromagnético de un planeta para identificar la composición química de su atmósfera, si la tiene. “Para cuando empiecen las observaciones de Ariel, tendremos una lista de planetas que consideramos compatibles con la vida tal y como la conocemos”, explicó Rando a Materia después de la presentación.

Los exoplanetas potencialmente habitables deberán tener una densidad similar a la de la Tierra, y además deberán estar a una distancia óptima de su estrella para evitar el frío o el calor extremos. Sin embargo, hay cuerpos de otras características que son igual de interesantes para la ciencia, asegura Ignasi Ribas, miembro del equipo científico de Cheops del CSIC y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña. “Por ejemplo, hay muchos planetas llamados jupiteres calientes, y no conocemos por qué existen estos planetas tan grandes que duplican en tamaño a Júpiter. Es un gran misterio”, dice Ribas. “También interesan planetas de la densidad intermedia entre los rocosos y los gaseosos, para entender cómo se produce esa transición”, agrega.

La nueva misión medirá el volumen de los exoplanetas, pero será necesario conocer también su masa para poder calcular esas densidades. La masa de un planeta lejano se puede obtener al medir la velocidad radial de su estrella: Incluso con un telescopio terrestre, en muchas estrellas distantes se aprecia un ligero vaivén, provocado por la atracción gravitacional de un planeta. El vaivén provoca un corrimiento hacia el rojo o hacia el azul en el espectro lumínico de la estrella, dependiendo de si el planeta está delante o detrás del astro. Este cambio de frecuencia se conoce como el efecto Doppler; es el mismo que cambia el tono de una sirena cuando se oye pasar a una ambulancia en la calle. Al conocerlo, se puede estimar la masa del planeta, ya que los más masivos tiran de su estrella con más fuerza.

La ESA desarrolla la misión Cheops en colaboración con Suiza, con contribuciones importantes de Alemania, Austria, Bélgica, España, Francia, Hungría, Italia, Portugal, Reino Unido y Suecia. El 80% del tiempo de observación científica se dedicará a la lista de exoplanetas definida por el equipo científico de Cheops, mientras que el 20% restante quedará a disposición de los científicos de todo el mundo.