El 31 de julio de 2008, Planck y Herschel tendrán algo en común, al margen de ser grandes hombres de Ciencia. Los satélites que llevan sus nombres serán lanzados conjuntamente con un cohete Ariane 5 por la Agencia Europea del Espacio (ESA), desde la Guayana Francesa. Después del lanzamiento, se separarán y se colocarán en diferentes órbitas alrededor del punto de Lagrange L2, una de las posiciones donde la atracción gravitatoria de dos grandes masas –el Sol y la Tierra- iguala la fuerza centrípeta requerida para hacer girar a la tercera masa –el satélite- junto con ellas. En ambas misiones participa el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) con instrumentación a bordo. El Herschel Space Observatory explorará el cielo en el infrarrojo, mientras que el Planck Surveyor obtendrá mapas del Fondo Cósmico de Microondas, tema de la XIX Escuela de Invierno del IAC, que se ha estado celebrando durante dos semanas en Tenerife.
Desde 1996, el IAC participa en la concepción y desarrollo de la carga útil científica de las misiones espaciales Herschel y Planck de la ESA, concebidas en el ámbito de un solo proyecto. Los satélites realizarán sus observaciones en el rango de longitudes de onda infrarroja, submilimétrica y milimétrica, desde órbitas similares alrededor del punto de Lagrange L2. Los instrumentos con los que participa el IAC presentan desafíos tecnológicos de primera magnitud que conciernen a campos diversos, como las tecnologías de recepción en microondas, sistemas de criogenia o tecnologías de procesamiento y compresión de datos.
Herschel, cuarta misión "piedra angular" en el programa Horizon 2000 de la ESA, es una misión tipo observatorio multi-usuario que explorará el espectro electromagnético en el rango 60-670 micras. El IAC participa en esta misión con dos instrumentos: PACS (Photoconductor Array Camera & Spectrograph) y SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver).
Planck es un proyecto anterior,la tercera misión de tamaño medio del programa Horizon 2000, cuyo objetivo principal es obtener nueve mapas de todo el cielo en el rango de frecuencias 30-900 GHz (gigahertzios) con una resolución y sensibilidad sin precedentes. A partir de estos mapas se podrán cartografiar las fluctuaciones en el Fondo Cósmico de Microondas, la radiación remanente de la fase inicial del Universo.
“La historia de la participación del IAC en Planck comienza en 1993”, recuerda Rafael Rebolo, Profesor de Investigación del CSIC e investigador del IAC. “Ese año, tras los resultados obtenidos por el satélite COBE, investigadores especializados en la radiación del Fondo Cósmico de Microondas nos reunimos en Bolonia con el fin de presentar a la ESA un nuevo proyecto para el estudio de esa radiación. “Se trataba –explica Rebolo- de un nuevo satélite que alcanzaría un mayor detalle en las medidas de la anisotropía (variaciones en la distribución espacial de la radiación), para afinar los modelos cosmológicos que respaldan la teoría del Big Bang”. La misión Planck fue aprobada por la ESA en junio de 1996.
DETECCIÓN A BAJA FRECUENCIA
La realización de un instrumento que va a formar parte de la carga útil de una misión espacial de la ESA sólo es posible a través de un Consorcio Científico Internacional compuesto por centros de investigación que han demostrado su capacidad científica, técnica y de gestión en proyectos de desarrollo tecnológico. Éste es el caso del IAC, que forma parte del Consorcio Planck. Actualmente, la participación en esta misión forma parte de los proyectos de investigación y desarrollo tecnológico de este Instituto, siendo el astrofísico Rafael Rebolo el Investigador Principal y el ingeniero José Miguel Herreros el Gestor del Proyecto.
Planck se compone de dos instrumentos: uno de alta frecuencia, que detectará el Fondo Cósmico de Microondas entre 100 y 1.000 GHz, y otro de baja frecuencia, que lo hará por debajo de 100 GHz (entre 30 y 70). En este último, el LFI (Low Frequency Instrument), participa el IAC, cuya contribución se centra en la electrónica digital de control del instrumento, que ha sido íntegramente desarrollada en España, bajo el liderazgo del Instituto y con la estrecha colaboración de la empresa española CRISA (Computadoras, Redes e Ingeniería, S.A.), especializada en el diseño y fabricación de equipos electrónicos y software para aplicaciones del Espacio.
El IAC también participa en la programación a bordo (hardware y software), de la que es responsable la ingeniera M. Francisca Gómez Reñasco.
CONMUTADOR DE FASE
En el marco de la participación del IAC en el instrumento LFI de Planck, el IAC desarrolló un nuevo conmutador de fase de 180º para incorporar al módulo Front End del instrumento. Este nuevo conmutador, diseñado por el ingeniero del IAC experto en microondas Roger Hoyland, permite, de forma simplificada, alterar la fase de la onda transportadora de la señal entre dos posiciones: 0º y 180º. Gracias a ello, sobre esa onda se podrá enviar y recibir señal binaria, es decir, secuencias de unos y ceros (señal digital). Patentado internacionalmente, este conmutador tiene importantes aplicaciones en el campo de las Telecomunicaciones. Es el caso de la telefonía móvil, que con objeto de ampliar el ancho de banda para poder transmitir más datos y con mayor rapidez tiende a operar en rangos de frecuencia cada vez mayores. Y ahí es donde el nuevo conmutador de fase de 180º del IAC ofrece sus máximas prestaciones.
AVANCE EN CIENCIA
La participación del IAC en Planck lleva asociado, junto al equipo de ingeniería, un equipo de científicos del que, además de Rafael Rebolo, forman parte José Alberto Rubiño, Sergi Hildebrandt, Marco Tucci e Inés Flores.
“Gracias a Planck –comenta Rubiño- completaremos el conocimiento del cielo en su totalidad en el rango de frecuencias de las microondas y esto supondrá un avance muy significativo en la comprensión del Cosmos”.
Por su parte, Hildebrandt afirma que “Planck nos permitirá observar casi directamente la primera radiación electromagnética libre del Universo”. La labor de este astrofísico se ha centrado concretamente en tres aspectos: la contribución a los procesos de compresión de datos a bordo del satélite antes de ser enviados a Tierra, y su descompresión en Tierra; el estudio de otras emisiones distintas al Fondo Cósmico de Microondas que también se observarán con Planck; y el estudio de métodos para obtener los mapas más precisos de ese Fondo para su posterior análisis. “Uno de los alicientes, o problemas que se han de superar –advierte Hillebrandt-, es que a esta radiación se superponen muchas otras de origen galáctico y extragaláctico, que deben ser estudiadas y restadas cuidadosamente para obtener mapas del cielo del Fondo Cósmico de Microondas con la mayor precisión. Sin duda, la combinación de los datos de la misión Planck/Surveyor, junto con los de otros experimentos, entre los que destacan WMAP -misión de la NASA-, o VSA y COSMOSOMAS, en el Observatorio del Teide, marcarán un antes y un después en el conocimiento del Universo en estas frecuencias difíciles de observar desde tierra."
Más información en la página web del grupo Planck:
http://www.iac.es/project/cmb/planck/index_esp.php
A lo largo de las dos semanas de la Escuela de Invierno, los medios de comunicación tendrán a su disposición toda la información relacionada con la misma (Entrevistas, Fotos y Vídeos), en la página web de Sala de prensa/Press Room de esta Escuela: http://www.iac.es/winschool2007/pages/press-room.php
Contacto de prensa:
Carmen del Puerto (IAC): cpv [at] iac.es (cpv[at]iac[dot]es)
Natalia R. Zelman (IAC): nzelman [at] iac.es (nzelman[at]iac[dot]es)
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