Subscribe Us

ATRONOMÍA. La misión Pandora de la NASA orientada a investigar mundos alienígenas

 

Fuente: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

En la búsqueda de planetas habitables más allá del nuestro, la NASA está estudiando un concepto de misión llamado Pandora, que eventualmente podría ayudar a decodificar los misterios atmosféricos de mundos distantes en nuestra galaxia. Pandora, una de las cuatro misiones astrofísicas de bajo costo seleccionadas para un mayor desarrollo conceptual en el nuevo programa Pioneers de la NASA , estudiaría aproximadamente 20 estrellas y exoplanetas (planetas fuera de nuestro sistema solar) para proporcionar mediciones precisas de atmósferas exoplanetarias.

Esta misión buscaría determinar la composición atmosférica observando planetas y sus estrellas anfitrionas simultáneamente en luz visible e infrarroja durante largos períodos. En particular, Pandora examinaría cómo las variaciones en la luz de una estrella anfitriona impactan las mediciones de los exoplanetas. Esto sigue siendo un problema sustancial para identificar la composición atmosférica de los planetas que orbitan alrededor de estrellas cubiertas de manchas estelares, que pueden causar variaciones de brillo a medida que gira una estrella.

Pandora es una pequeña misión satelital conocida como SmallSat, una de las tres misiones orbitales que reciben luz verde de la NASA para pasar a la siguiente fase de desarrollo en el programa Pioneers. Los SmallSats son misiones de vuelos espaciales de bajo costo que permiten a la agencia avanzar en la exploración científica y aumentar el acceso al espacio. Pandora operaría en una órbita terrestre baja sincronizada con el Sol, que siempre mantiene al Sol directamente detrás del satélite. Esta órbita minimiza los cambios de luz en el satélite y permite a Pandora obtener datos durante períodos prolongados. De los conceptos de SmallSat seleccionados para su estudio adicional, Pandora es el único centrado en exoplanetas.

"La ciencia exoplanetaria está pasando de una era de descubrimiento de planetas a una era de caracterización atmosférica", dijo Elisa Quintana, astrofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, e investigadora principal de Pandora. "Pandora se centra en tratar de comprender cómo la actividad estelar afecta nuestras mediciones de las atmósferas de exoplanetas, lo que sentará las bases para futuras misiones de exoplanetas con el objetivo de encontrar planetas con atmósferas similares a la Tierra".

 

Esta ilustración (no a escala) muestra el patrón orbital de Pandora en la órbita terrestre baja sincronizada con el Sol, ubicada aproximadamente a 435 a 497 millas (700 a 800 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra, mientras observa sus exoplanetas y estrellas objetivo. Esta órbita permite a Pandora obtener múltiples observaciones de exoplanetas durante largos períodos y la zona de exclusión del brillo de la Tierra ayuda a evitar la luz reflejada de la Tierra.
Fuente: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA



Maximizando el potencial científico

Pandora se concentra en estudiar las atmósferas exoplanetarias y estelares mediante el estudio de los planetas a medida que cruzan frente a sus estrellas anfitrionas o transitan por ellas. Para lograr esto, Pandora aprovecharía una técnica probada llamada espectroscopia de tránsito, que consiste en medir la cantidad de luz estelar que se filtra a través de la atmósfera de un planeta y dividirla en bandas de color conocidas como espectro. Estos colores codifican información

 que ayuda a los científicos a identificar los gases presentes en la atmósfera del planeta y pueden ayudar a determinar si un planeta es rocoso con una atmósfera delgada como la de la Tierra o si tiene una envoltura de gas espesa como Neptuno.

Sin embargo, esta misión llevaría la espectroscopia de tránsito un paso más allá. Pandora está diseñado para mitigar uno de los contratiempos más cruciales de la técnica: la contaminación estelar. Las estrellas tienen atmósferas y características superficiales cambiantes como puntos que afectan las mediciones. Para estar seguros de que realmente estamos observando la atmósfera de un exoplaneta, es preciso aislar las variaciones del planeta de las de la estrella.

Pandora separaría las señales estelares y exoplanetarias observándolas simultáneamente en luz infrarroja y visible. La contaminación estelar es más fácil de detectar en las longitudes de onda más cortas de la luz visible, por lo que la obtención de datos atmosféricos a través de luz infrarroja y visible permitiría a los científicos diferenciar mejor las observaciones provenientes de atmósferas y estrellas de exoplanetas.

La contaminación estelar es un punto de fricción que complica las observaciones precisas de exoplanetas. Pandora ayudaría a construir las herramientas necesarias para desenredar las señales estelares y planetarias, lo que nos permitirá estudiar mejor las propiedades de las manchas estelares y las atmósferas exoplanetarias.

 

Esta ilustración muestra el uso de la espectroscopía de tránsito de Pandora para identificar de manera confiable la composición atmosférica de un exoplaneta cuando pasa frente a su estrella anfitriona.
Fuente: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA



Sinergia en el espacio

Uniendo fuerzas con las misiones más grandes de la NASA, Pandora operaría simultáneamente con el Telescopio Espacial James Webb, cuyo lanzamiento está programado para finales de este año. Webb proporcionará la capacidad de estudiar las atmósferas de exoplanetas tan pequeños como la Tierra con una precisión sin precedentes, y Pandora buscará expandir la investigación y los hallazgos del telescopio observando las estrellas anfitrionas de planetas previamente identificados durante períodos más largos.

Misiones como el Satélite de Estudio de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, el Telescopio Espacial Hubble y las naves espaciales retiradas Kepler y Spitzer han brindado a los científicos vislumbres asombrosos de estos mundos distantes y han sentado una base sólida en el conocimiento exoplanetario. Sin embargo, estas misiones aún tienen que abordar por completo el problema de la contaminación estelar, cuya magnitud es incierta en estudios previos de atmósferas exoplanetarias. Pandora busca llenar estos vacíos críticos en la comprensión de la NASA de las atmósferas planetarias y aumentar las capacidades en la investigación de exoplanetas. 

La próxima frontera es comprender las atmósferas de estos planetas, y Pandora jugaría un papel clave en el descubrimiento de cómo la actividad estelar impacta nuestra capacidad para caracterizar atmósferas.

Una plataforma de lanzamiento para la exploración

El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en Livermore, California, está codirigiendo la misión Pandora con el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. LLNL administrará la misión y aprovechará las capacidades desarrolladas para otras agencias gubernamentales, incluido un enfoque de bajo costo para el diseño y la fabricación del telescopio que permite esta innovadora ciencia de exoplanetas desde una plataforma SmallSat.

El programa Pioneers de la NASA, que consta de SmallSats, cargas útiles adjuntas a la Estación Espacial Internacional y experimentos científicos con globos, fomenta experimentos espaciales y suborbitales innovadores para investigadores de carrera temprana a media a través de pequeñas misiones de hardware de bajo costo. Bajo este nuevo programa, Pandora operaría en un plazo de cinco años con un límite presupuestario de $ 20 millones.

A pesar de las estrictas restricciones, el programa Pioneers permite a Pandora concentrarse en una pregunta de investigación enfocada mientras involucra a un equipo diverso de estudiantes y científicos de carrera temprana de más de una docena de universidades e institutos de investigación. Esta plataforma SmallSat crea un plan excelente para que las misiones a pequeña escala tengan un impacto en la comunidad astrofísica.

Más información sobre el programa Pioneers: https://science.nasa.gov/astrophysics/programs/astrophysics-pioneers

PUBLICIDAD

Publicar un comentario

0 Comentarios