El innovador radiotelescopio que buscará señales de la Edad Oscura desde la Luna

Un equipo internacional de astrónomos y científicos está a punto de lanzar el radiotelescopio LuSEE-Night hacia la cara oculta de la Luna, en una misión que promete captar señales inéditas de la Edad Oscura cósmica, el periodo tras el nacimiento del universo.

De acuerdo con los expertos citados por IEEE Spectrum, esta iniciativa supone un paso inédito en la exploración espacial y el estudio del origen del cosmos. El radiotelescopio se instalará sobre una planicie próxima a los 24 grados al sur del ecuador lunar, en uno de los espacios más aislados y silenciosos del sistema solar para la observación radioastronómica.

Importancia de explorar la Edad Oscura cósmica

El objetivo central es analizar señales provenientes de la Edad Oscura cósmica, una etapa que comenzó hace más de 13.000 millones de años, cuando el universo tenía alrededor de 380.000 años tras el Big Bang.

Debido a esto, Jack Burns, profesor emérito de astrofísica de la Universidad de Colorado Boulder y principal investigador del proyecto, explicó: “No tenemos datos de esa etapa decisiva en la historia del universo”.

Los esfuerzos científicos se enfocan en captar huellas de hidrógeno neutro, el elemento más abundante, cuyas señales fueron estiradas durante miles de millones de años por la expansión cósmica y ahora solo pueden detectarse en frecuencias muy bajas.

Gregg Hallinan, astrónomo del Instituto de Tecnología de California y colaborador en el proyecto, considera que esta misión será clave para investigar no solo la materia y energía oscura, sino también fenómenos asociados a exoplanetas.

Asimismo, Stuart Bale, físico de la Universidad de California en Berkeley y responsable principal ante la NASA, destacó que nunca se ha cartografiado el cielo radioeléctrico a frecuencias tan bajas sin la presencia del sol: “Creo que LuSEE-Night nos permitirá descubrir cómo es el cielo en esas frecuencias”.

Por qué la cara oculta de la Luna es el lugar ideal

La cara oculta de la Luna proporciona condiciones únicas para la radioastronomía. A diferencia de la Tierra, donde la atmósfera, la ionosfera y la contaminación electromagnética dificultan las observaciones, este enclave lunar está protegido de las interferencias de radiofrecuencia originadas por nuestro planeta y el sol durante la noche lunar, que se extiende durante 14 días terrestres.

David DeBoer, astrónomo de la Universidad de California en Berkeley, relató: “Es el único lugar del sistema solar que nunca mira hacia la Tierra; es realmente excepcional”. Durante la noche lunar, la masa del satélite bloquea por completo las emisiones solares y terrestres, creando un silencio electromagnético ideal para captar señales extremadamente débiles.

Sumado a esto, el viento solar es una de las fuentes de ruido más difíciles de evitar: solo la superficie lunar, en la cara nocturna, permite escapar de ese ruido en un radio de mil millones de kilómetros.

Cómo funcionará el radiotelescopio LuSEE-Night

El instrumento LuSEE-Night cuenta con dos antenas dipolo de berilio-cobre en forma de X, cada una de 6 metros, montadas sobre una plataforma giratoria. Las señales serán amplificadas por transistores de alta impedancia antes de llegar al espectrómetro, capaz de analizar hasta 102,4 millones de muestras por segundo.

Todo el sistema descansará sobre el módulo de alunizaje Blue Ghost 2, operado por Firefly Aerospace, que se responsabilizará del arribo y localización del radiotelescopio en la superficie lunar.

El hardware está diseñado para soportar temperaturas extremas que varían entre 120 y -130 °C y cuenta con una batería de ion-litio de 38 kilogramos, capaz de almacenar 7.160 vatios-hora para mantener la operación durante la prolongada noche lunar.

El diseño incorpora materiales resistentes, aislamiento térmico avanzado y mecanismos para orientar las antenas y distinguir las señales del fondo cósmico. Se prevé que podrá captar señales en el rango de 0,1 a 50 megahercios, excluidas por la ionosfera terrestre, y funcionar de manera continua durante al menos 2 años.

Desafíos técnicos y ambientales del proyecto lunar

El desarrollo del radiotelescopio enfrenta retos como el aislamiento térmico y la protección de la electrónica ante la radiación y el regolito lunar. El Blue Ghost 2 será autónomo durante fases de la misión al estar fuera del alcance de los controladores en la Tierra.

Por otra parte, en la misión previa de Burns, el experimento ROLSES-1 en el módulo Odysseus en 2024, la dificultad de los aterrizajes y la fragilidad de los equipos quedó patente: parte de los datos fue recuperada tras descender de forma accidentada.

Para contrarrestar las variaciones térmicas, se utilizarán varias capas de aislamiento y paneles radiadores, así como pausas en la recolección de datos para evitar la descarga total de la batería, que podría causar daños irreversibles. El espectrómetro, pieza esencial de la misión, alternará ciclos activos e inactivos durante la noche lunar para optimizar el consumo energético.

Proyectos futuros con visión a largo plazo

La llegada de LuSEE-Night inaugura una estrategia de largo alcance para hacer de la Luna un observatorio de radioastronomía de baja frecuencia. La NASA y equipos universitarios proyectan la creación de redes mucho más extensas, como el observatorio FarView, que contempla la instalación de hasta 100.000 antenas dipolo sobre 200 kilómetros cuadrados, empleando aluminio del propio suelo lunar.

Burns y sus colegas gestionaron estos avances junto con la NASA y el Departamento de Energía, superando obstáculos técnicos, políticos y financieros durante los últimos 40 años.

La próxima década podría marcar el auge de la radioastronomía lunar, siempre que estos proyectos consigan la financiación y colaboración internacional necesarias.

El proyecto del LuSEE-Night ofrece una nueva ventana a los orígenes del cosmos, aunque sus responsables reconocen la incertidumbre natural de todo experimento científico: quienes exploran lo desconocido son quienes más posibilidades tienen de hallar respuestas inéditas sobre el universo.