Bajo una nueva luz:todo el cielo visto a través de los ojos de rayos X del satélite ROSAT. Crédito:MPI para Física Extraterrestre
En las primeras horas del 23 de octubre, 2011, ROSAT se vio envuelto por las olas del Océano Índico. Este fue el final de una historia de éxito sin paralelo en la investigación de exploración espacial alemana. El satélite desarrollado y construido por un equipo dirigido por Joachim Trümper del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre con sede en Garching, no solo encontré más de 150, 000 nuevas fuentes de rayos X cósmicos, también revolucionó la astronomía.
La pila de escombros vino del suroeste, voló sobre el Golfo de Bengala y finalmente se estrelló contra el mar a 450 km / h. No hubo testigos. ¿No merecía el satélite de investigación alemán más famoso un final más apropiado? Al menos el semanario alemán Der Spiegel se compadeció y trató de salvar lo que se podía salvar. En un artículo titulado "Directamente en su camino" publicado el 30 de enero, 2012, informó que ROSAT cayó a la Tierra "apenas pasando por alto la capital china, Beijing". El satélite "probablemente habría abierto cráteres profundos en la ciudad". La revista cree que la catástrofe podría incluso haber dañado las relaciones entre Alemania y China. Joachim Trümper sonríe ampliamente cuando se enfrenta a esto:"La probabilidad de que una sola persona resulte herida era aproximadamente de uno entre diez mil millones".
Cuando habla con Trümper sobre ROSAT, ciertamente puedes detectar una pizca de nostalgia. "Era nuestro bebé, ", dice el profesor emérito del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. El hombre de 78 años ha dedicado más de la mitad de su vida investigadora al satélite de rayos X. Joachim Trümper recuerda la fecha de lanzamiento el 1 de junio. 1990 como si fuera ayer y era, por supuesto, presente en el Centro Espacial de Cabo Cañaveral en los Estados Unidos. Unos días antes del despegue, una vez más viajó en el ascensor hasta la parte superior del sistema de lanzamiento Delta II. "Eché un último vistazo a ROSAT a través de una ventana allí, "dice el astrónomo.
Mientras Trümper estaba con algunos de los miembros de su equipo en los EE. UU., los que se habían quedado en casa presenciaron el lanzamiento en el centro de investigación de Oberpfaffenhofen. El centro de control del Centro Aeroespacial Alemán (conocido por sus siglas en alemán DLR, Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt) es el equivalente bávaro del Houston estadounidense, y participó en proyectos tripulados como las dos misiones del transbordador espacial D1 y D2 en las décadas de 1980 y 1990. Ahora se esperaba que los expertos "volaran" el ROSAT de dos toneladas y media, por un valor de varios cientos de millones de marcos alemanes en ese momento, monitorear su funcionalidad, y envía constantemente comandos y recibe datos a través de la antena DLR en Lichtenau, cerca de Weilheim, Alemania.
Viernes, 1 ° de Junio, 1990. Por la noche, más de 500 invitados se han reunido en el Centro de Operaciones Espaciales Alemán en Oberpfaffenhofen. La transmisión en vivo desde Cabo Cañaveral se transmitió en una pantalla grande. Cinco minutos antes del despegue programado, un avión civil apareció de repente sobre el campus; la cuenta atrás tuvo que ser interrumpida. "Ese era el chiste habitual que hacía el equipo de lanzamiento, para aumentar la tensión, "recuerda Trümper. Diez minutos después, todo volvió a la normalidad. En Oberpfaffenhofen, azafatas sirvieron champán, y los invitados contaron los últimos segundos. Cuando el cohete despegó hacia un cielo azul perfecto 8, 000 kilómetros de distancia, todos gritaban "Vete, ir, ¡Vamos! ”y la banda de música de Gilching tocó música de marcha.
Entre el folclore de la Alta Baviera y el choque en el Océano Índico se encuentra no solo un lapso de 21 años y 5 meses, pero también un rendimiento excepcionalmente fructífero de descubrimientos científicos. La astronomía de rayos X es una disciplina muy joven, dado que la atmósfera de la Tierra permite que solo una fracción de la radiación provenga del espacio exterior, incluida la luz visible y la radiación de radio. Sin embargo, para iluminar el universo con ojos de rayos X, tenemos que dejar atrás la atmósfera protectora de la Tierra. Los investigadores estadounidenses descubrieron así la radiación de rayos X del Sol en 1948 utilizando un cohete V2 incautado. Hoy dia, los observatorios están estacionados en satélites.
La luz visible se puede enfocar fácilmente usando lentes o espejos, pero esto no se puede hacer en el caso de la radiación de rayos X. Debido a sus altos niveles de energía, los fotones tienen un efecto "penetrante" similar al de las balas. Por esta razón, a principios de la década de 1950, El físico Hans Wolter desarrolló el principio de un telescopio especial en el que los segmentos de espejo parabólico e hiperbólico enfocan la luz de rayos X incidental en un ángulo bajo. El plan era desplegar un telescopio Wolter en ROSAT.
Primero, sin embargo, había que superar uno o dos obstáculos. Ya en 1972, Joachim Trümper decidió comenzar a desarrollar el instrumento requerido. Tres años despues, su grupo participó en una licitación nacional en Alemania para importantes proyectos científicos. De la gran cantidad de propuestas presentadas, tres fueron elegidos. ROSAT estaba entre ellos.
En 1980, cuando el entonces Ministerio Federal de Investigación y Tecnología de Alemania pidió "una participación internacional sustancial, "Trümper fue a buscar socios". Para evitar que el proyecto se viera envuelto en la burocracia durante años, les pedimos a los estadounidenses que se ocuparan del lanzamiento. Y pedimos a los británicos que contribuyan y operen en un telescopio más pequeño para el rango ultravioleta extremo ". La estrategia resultó, beneficiando a todo el proyecto. En 1983, después de años de estudios, varias empresas (Dornier, MBB y Carl Zeiss) se incorporaron. Los ingenieros desarrollaron cámaras de rayos X y construyeron una instalación de prueba de 130 metros de largo conocida como Panter. El telescopio en sí tenía una apertura de 83 centímetros y pesaba aproximadamente una tonelada. Constaba de cuatro espejos anidados hechos de vitrocerámica Zerodur resistente al calor. Cada uno de los espejos bañados en oro tenía una precisión de superficie única:en comparación con un área del tamaño del lago de Constanza, las irregularidades equivaldrían a una onda que mide aproximadamente una centésima de milímetro.
Como resultado, el telescopio entró en el Libro Guinness de los Récords por la superficie más lisa. Luego vino el 28 de enero 1986:El transbordador espacial Challenger explotó en una bola de fuego solo 73 segundos después del despegue. Los siete astronautas murieron y el programa de viajes espaciales tripulados de Estados Unidos se interrumpió durante dos años y medio. En realidad, se suponía que ROSAT sería enviado a órbita en 1987, en un transbordador espacial. Esto ya no fue posible. "Ahora teníamos que adaptar completamente el satélite para su lanzamiento con un cohete, "dice Joachim Trümper.
Este desafío también se resolvió con éxito. Y, en el final, la tecnología y el diseño no fueron las únicas características que batieron récords. Incluso el primer objetivo de la misión, cartografiar todo el cielo de rayos X con un telescopio de imágenes, superó todas las expectativas. Uno de los predecesores de RO-SAT fue el satélite Uhuru, lanzado en diciembre de 1970. Con sus instrumentos simples —contadores proporcionales colimados— descubrió 300 nuevos objetos celestes. Una década después, el observatorio de Einstein, con un telescopio Wolter a bordo, aumentó este número a 5, 000. Y luego ROSAT entró en escena:solo en los primeros seis meses, el explorador encontró más de 100, 000 nuevas fuentes de rayos X.
ROSAT posteriormente observó fuentes seleccionadas:objetos en el sistema solar, estrellas y gas en la Vía Láctea, galaxias distantes. Se suponía que esta segunda fase duraría un año, que luego se convirtió en ocho. Siempre se podía contar con los investigadores de Max Planck para algunas sorpresas. Su satélite entregó la primera imagen de rayos X de la luna, y descubrió las emisiones del cometa Hyakutake. Este último fue inicialmente un rompecabezas, ya que los cometas se consideraban "bolas de nieve sucias". Pero para emitir luz de rayos X, se requieren temperaturas de millones de grados, o electrones de muy alta energía. La solución:los cometas no generan radiación por sí mismos, pero están iluminados por su interacción con el viento solar, una corriente de partículas cargadas eléctricamente.
ROSAT entregó la primera descripción completa del universo, desde las diminutas enanas marrones hasta las supergigantes rojas, y observaron restos estelares compactos como enanas blancas, estrellas de neutrones, agujeros negros y restos de supernovas. Los estudios de grupos y cúmulos de galaxias proporcionaron nueva información sobre el papel de la materia oscura en la evolución del cosmos. Finalmente, ROSAT demostró que los núcleos galácticos activos y los cuásares en los bordes del espacio y el tiempo contribuyen al menos en un 80 por ciento a la radiación de fondo en el rango de rayos X, resolviendo así un rompecabezas de 30 años.
Mientras el explorador recopilaba datos diligentemente, sus giroscopios, utilizado para estabilizar el satélite en el espacio, comenzó a fallar. Los investigadores, especialmente Günther Hasinger, quien más tarde se convertiría en director de Max Planck, y los ingenieros de MBB, adaptó rápidamente el sistema de navegación y equipó ROSAT con un nuevo, sistema aún antiguo:utilizaba brújulas para orientarse con el campo magnético de la Tierra. El satélite volvió a funcionar perfectamente. El 25 de abril 1998, sin embargo, el sensor principal de estrellas del telescopio de rayos X se averió. ROSAT finalmente se había vuelto demasiado viejo. A pesar de los crecientes obstáculos, el observatorio siguió funcionando hasta el 17 de diciembre, 1998. Se perdió el contacto el 12 de febrero de 1999. ROSAT había hecho más que cumplir su misión. Un total de 4, 000 científicos de 24 países utilizan sus datos.