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    Project Blue y la búsqueda para fotografiar exoplanetas

    Crédito:Instituto SETI

    La imaginación colectiva del mundo para responder a la antigua pregunta, "Estamos solos, "se ha reavivado ahora que entendemos que los exoplanetas (planetas en órbita alrededor de estrellas distintas al Sol de la Tierra) no son infrecuentes. Existe una mayor urgencia por desarrollar capacidades para fotografiar directamente exoplanetas alrededor de estrellas cercanas y caracterizar sus condiciones de superficie y, Alfa Centauri, siendo el sistema estelar más cercano al nuestro, comprensiblemente se ha convertido en un punto focal del estudio científico actual.

    Alpha Centauri presenta dos estrellas parecidas al Sol, cada uno con la posibilidad de tener uno o más exoplanetas orbitando en su zona habitable, el rango donde las temperaturas permitirían que exista agua líquida en la superficie de un planeta, lo que lo convierte en un objetivo aún más atractivo. Desde un punto de vista técnico, como nuestro sistema estelar vecino más cercano, Alpha Centauri es también el sistema más fácil para nosotros para resolver escalas físicas importantes, incluida una mejor comprensión de la distancia entre una estrella y su zona habitable.

    Ser el sistema vecino más cercano a la Tierra también hace que Alpha Centauri sea nuestra mejor perspectiva para explorar cuando tengamos la tecnología para viajar a través de varios años luz en una cantidad de tiempo razonable. Como punto de comparación, todavía estamos comenzando nuestra exploración de Marte, y normalmente son solo unos minutos luz, o ~ 40 millones de millas, de distancia en su aproximación más cercana a la Tierra. Alpha Centauri es el sistema estelar más cercano, pero todavía son 4,37 años luz, o ~ 25 billones de millas, lejos.

    Hasta ahora, aunque sabemos que los planetas del tamaño de la Tierra son comunes en nuestra Vía Láctea, las tecnologías para fotografiarlas directamente en luz visible al ojo humano no han estado disponibles. El desafío de capturar este tipo de imagen ha sido descubrir cómo bloquear eficazmente la luz de una estrella para ver sus planetas en órbita. Una estrella es mil millones de veces más brillante y debe suprimirse para poder ver y capturar imágenes de planetas en órbita.

    Dado que Alpha Centauri es un sistema binario, este desafío es aún más complicado, ya que tenemos que suprimir la luz de dos estrellas. Project Blue es una misión para poner un telescopio de propósito especial capaz de suprimir la luz de las estrellas y capturar imágenes de exoplanetas en la órbita terrestre baja El telescopio Project Blue utilizará una técnica llamada 'imagen directa' para atenuar la luz de Alpha Cen A y B, permitiéndonos ver cualquier exoplaneta circundante en sus órbitas. El sistema especializado de supresión de la luz de las estrellas consta de:

    • Un instrumento llamado coronógrafo para bloquear la luz de las estrellas, utilizando la técnica de apodización de amplitud inducida por fase (PIAA) o de vórtice vectorial;
    • Un espejo deformable sensores de frente de onda de bajo orden, y algoritmos de control de software para manipular la luz entrante y lograr un control de frente de onda de múltiples estrellas (MSWC); y
    • Métodos de posprocesamiento, llamado Imagen diferencial orbital (ODI), para mejorar el contraste de la imagen.

    Si bien cada misión espacial es compleja, difícil y lleva tiempo, Project Blue tiene un ciclo de vida relativamente corto de unos seis años. El equipo de Project Blue, compuesto por expertos técnicos y recursos del Instituto BoldlyGo, Misión Centauro, el Instituto SETI, Universidad de Massachusetts Lowell, y otras instituciones esperan lanzar la misión a la órbita terrestre baja para 2021 y observar el sistema Alpha Centauri durante 2 años con su cámara coronagráfica. Por el contrario, si tuviéramos que diseñar una sonda para enviar a Alpha Centauri y lanzarla hoy usando tecnología convencional de cohetes, se necesitarían aproximadamente 75, 000 años para llegar allí antes de que pudiera transmitir imágenes de cualquier descubrimiento a la Tierra.

    Los descubrimientos del Proyecto Azul podrían informar otras misiones, como los futuros grandes telescopios terrestres y espaciales, e incluso Breakthrough Starshot, que se encuentra en las primeras etapas de desarrollo de tecnología para alcanzar velocidades de ⅕ la velocidad de la luz con el fin de enviar sondas a Alpha Centauri. Si tiene éxito, Breakthrough Starshot aún tardaría décadas en llegar a Alpha Centauri, y 4 años adicionales para que las primeras imágenes regresen a la Tierra. Project Blue podría proporcionar una "hoja de ruta" para ayudar a garantizar que futuras misiones como estas se vean en los lugares correctos.

    Quizás lo más importante es la posibilidad de que el Proyecto Azul identifique y capture la primera imagen de un exoplaneta azul rocoso, un 'punto azul pálido', como la imagen de la Tierra que la nave espacial Voyager 1 nos envió el 14 de febrero. 1990, desde una distancia de 4 mil millones de millas cuando salía de nuestro sistema solar.

    Crédito:Instituto SETI

    Desde un punto de vista científico, este descubrimiento estaría a la par con otros descubrimientos importantes de los últimos 500 años. Nos permitiría conocer y estudiar la composición de lo que podría ser otro planeta con océanos de agua y una atmósfera espesa capaz de sustentar la vida tal como la conocemos:una Tierra hermana.

    Desde un punto de vista filosófico, este descubrimiento sería aún más profundo. Identificar otro planeta cerúleo podría decirnos que la Tierra no es única en el universo. Cuando la Voyager 1 envió las imágenes de puntos azul pálido de la Tierra, Carl Sagan ofreció:

    "Mira de nuevo ese punto. Eso está aquí. Ese es el hogar. Somos nosotros. En él, todos los que amas, todos los que conoces, todos de los que has oído hablar, cada ser humano que alguna vez fue, vivió sus vidas ".

    Si bien encontrar otro planeta azul nos permitiría responder a muchas preguntas, llevaría a muchos más, indudablemente comenzando con:"¿Estamos solos?"

    Si tuviéramos que determinar que hay vida, todas las reflexiones de Sagan sobre la Tierra de repente tomarían una nueva dimensión que nunca tuvimos que considerar. Habríamos descubierto la casa de otra persona.

    "Project Blue es una ambiciosa misión espacial, diseñado para responder a una pregunta fundamental, pero, sorprendentemente, la tecnología para recopilar una imagen de un "Punto azul pálido" alrededor de las estrellas Alpha Centauri está ahí, "dijo Franck Marchis, Astrónomo planetario senior en el Instituto SETI y Líder de Operaciones del Proyecto Ciencia Azul. "La tecnología que usaremos para llegar a detectar un planeta entre 1 y 10 mil millones de veces más débil que su estrella ha sido probada extensamente en el laboratorio," y ahora estamos listos para diseñar un telescopio espacial con este instrumento ".

    "Estamos muy emocionados de asociarnos con BoldlyGo Institute en Project Blue. Compartimos un objetivo común de incorporar la ciencia ciudadana en nuestras iniciativas, ", dijo el presidente y director ejecutivo del Instituto SETI, Bill Diamond." El Proyecto Azul se basa en una investigación reciente para tratar de demostrar que la Tierra no está sola en el cosmos como un planeta capaz de sustentar la vida, ¿Y no sería asombroso ver un planeta así en nuestro sistema estelar vecino más cercano? Esta es la razón fundamental por la que buscamos ".

    "El futuro de la exploración espacial tiene un potencial ilimitado para responder preguntas profundas sobre nuestra existencia y destino. La ciencia basada en el espacio es una piedra angular para investigar tales preguntas, ", dijo Jon Morse, director ejecutivo del BoldlyGo Institute." Project Blue busca involucrar a una comunidad global en una misión para buscar planetas habitables y vida más allá de la Tierra ".

    Project Blue actualmente está recaudando fondos privados y ciudadanos para completar el diseño de la arquitectura de la misión inicial. El diseño se basa en los requisitos detallados establecidos por el equipo científico de Project Blue, que está compuesto por investigadores líderes en exoplanetas de una variedad de instituciones. Esta arquitectura orquesta cómo el telescopio, cámara coronagráfica, autobús de la nave espacial, y el sistema de tierra trabajan juntos para adquirir, Tienda, transmitir, y procesar las fotografías que tomará la misión del Proyecto Azul. Después del diseño inicial, ejecutaremos simulaciones de misiones para predecir el rendimiento, y pondrá a disposición en línea un Simulador de desempeño de misiones (MPS) para que los científicos ciudadanos interesados ​​realicen sus propias simulaciones.


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