Sirius y Elfen: los detalles de las misiones que buscarán estudiar posibles planetas habitables

Dos misiones espaciales británicas, financiadas por la Agencia Espacial del Reino Unido y dirigidas por la Universidad de Leicester, están tras los pasos de cómo influyen las actividades solares en distintos mundos que orbitan estrellas cercanas

Así, las nuevas misiones espaciales propuestas, estudiarán los impactos estelares en los planetas y la magnetosfera de la Tierra, centrándose en la espectroscopia y los efectos del viento solar y explorarán cómo el Sol influye en la atmósfera, el clima espacial y la habitabilidad de un planeta, así como en el espacio entre las estrellas.

La Agencia Espacial del Reino Unido ha concedido una financiación de casi 500.000 libras a dos equipos con base en Space Park Leicester, el parque científico e innovador de la Universidad de Leicester, valorado en 100 millones de libras. La financiación ayudará a los científicos a desarrollar propuestas para dos satélites que examinarían de dos formas diferentes cómo la actividad en la corona de una estrella, como el viento solar, afecta a sus planetas y al entorno en el que orbitan.

Comprender las influencias estelares y los procesos galácticos

Los vientos estelares pueden afectar directamente a los entornos exoplanetarios y controlar el flujo de material y de rayos cósmicos del entorno galáctico, lo que tiene una influencia potencial en el clima planetario. Las estrellas también reciclan material en el medio interestelar (la materia y la radiación que existe en el espacio entre los sistemas estelares), lo que enriquece el contenido metálico galáctico.

Estos procesos pueden decirnos mucho sobre la habitabilidad de los planetas de un sistema estelar y la evolución de las estrellas y las galaxias, pero actualmente son poco comprendidos. En pos de ello, los expertos están construyendo SIRIUS, un instrumento de espectroscopia ultravioleta extrema (EUV) de alta resolución que realizaría una amplia gama de estudios astrofísicos de estrellas cercanas y del medio interestelar (ISM). Los gases calientes en el rango de 105-107 kelvin están asociados con estos procesos y pueden investigarse de manera eficiente en el rango EUV, que no está cubierto por ningún otro instrumento existente o planificado.

SIRIUS realizaría una espectroscopia EUV única para diagnosticar la densidad, temperatura, composición, estructura y dinámica de estos plasmas astrofísicos calientes en la actividad coronal de las estrellas de nuestro vecindario. También podría usarse en combinación con otras misiones de búsqueda de exoplanetas para comprender mejor las interacciones entre las estrellas y su entorno interplanetario, así como la habitabilidad potencial de los planetas que orbitan alrededor de ellas.

“SIRIUS es una misión muy interesante desde el punto de vista científico, pero también muestra el liderazgo del Reino Unido en un enfoque pionero para reducir el coste de la ciencia espacial. SIRIUS podría ser la primera misión científica espacial liderada por el Reino Unido desde Ariel 6 en 1979″, profesor Martin Barstow, de la Universidad de Leicester.

Y agregó: “Una parte muy importante de este proyecto es trabajar en estrecha colaboración con nuestros socios industriales, Oxford Space Systems e In-Space Missions, quienes nos proporcionarán sistemas novedosos que nos permitirán ofrecer ciencia de alta calidad y a un precio rentable”. SIRIUS es una propuesta internacional que tiene una gran participación de la Universidad de Leicester como institución líder. El espectrógrafo será proporcionado por un consorcio liderado por la Universidad de Leicester, que incluye contribuciones de Alemania (Universidad de Tubinga), España (Universidad Complutense, Madrid) y Bélgica (Universidad de Lieja).

Se está desarrollando una asociación con los Emiratos Árabes Unidos (Universidad de Sharjah). El apoyo para el desarrollo del programa científico lo brindan la Universidad de Cambridge y la Open University. La nave espacial y las operaciones estarán a cargo de In-Space Missions, una subsidiaria de propiedad absoluta de BAE Systems Digital Intelligence. Oxford Space Systems proporcionará un sistema de despliegue de telescopios, que permitirá el lanzamiento de un paquete de telescopios compactos.

Enfoque en la Tierra: la misión de los elfos

La otra misión espacial a desarrollarse es Elfen que busca centrarse en la magnetosfera de la Tierra, la región del espacio alrededor del planeta afectada por su campo magnético. Elfen mediría la composición de los iones cargados de viento solar que se encuentran aguas arriba, y también la composición de los iones que se encuentran en el lado nocturno de la magnetosfera de la Tierra.

Estos iones son átomos como el carbono, el oxígeno y el nitrógeno (similares al hidrógeno o al helio), que están casi o totalmente desprovistos de electrones que pueden hacer que se emitan rayos X cerca de la Tierra, y también fluyan hacia dentro y hacia fuera de la atmósfera superior de la Tierra.

Elfen, que ha recibido una financiación de 200.000 libras de la Agencia Espacial del Reino Unido, es un concepto de misión CubeSat que llevaría un espectrómetro construido por la Universidad de Michigan y un magnetómetro construido por el Imperial College de Londres en colaboración con Oxford Space Systems. Su misión de un año lo situaría en órbita a una distancia de 12 radios terrestres (unos 76.000 km).

Se espera que la región del espacio profundo que Elfen podría explorar aumente en importancia debido al creciente interés en el impacto del clima espacial y al mayor interés en viajar a través del espacio cercano a la Tierra hasta la Luna.

“Elfen es una misión científica novedosa, rentable y de alto valor que fortalece la relación entre el Reino Unido y los EE. UU., aprovechando las fortalezas de investigación del Reino Unido en exploración del espacio profundo, clima espacial y plataformas CubeSat”, explicó la doctora Jennifer Carter, becaria Dorothy Hodgkin de la Royal Society en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester.

“El impacto de los iones pesados del viento solar en el sistema acoplado Sol-Tierra es poco conocido. Tampoco entendemos cómo los iones pesados entran en el lado nocturno, o región de la cola de la magnetosfera de la Tierra. Elfen respondería a ambas preguntas. Además, Elfen apoya futuras misiones como SMILE, que utiliza la emisión de rayos X que resulta de la interacción de los iones pesados del viento solar con el hidrógeno alrededor de la Tierra para obtener imágenes de grandes áreas de la magnetosfera”, aseguró la experta.

Otras instituciones académicas involucradas en el modelado científico y los resultados de la misión son la Universidad de Warwick , LATMOS (Francia), la Universidad de Bergen (Noruega), Mullard Space Science Systems y University College London (Reino Unido), IRAP (Francia) y el Centro Universitario de Svalbard (Noruega).