Una cámara de mil millones de píxeles cartografiará la Galaxia

La Agencia Espacial Europea (ESA) está construyendo Gaia, una sonda espacial que tiene como objetivo cartografiar la Vía Láctea. Situada en el punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Sol, con esos cuerpos celestes y la Luna a sus espaldas, su cámara de  mil millones de píxeles -la más grande jamás construida para una misión espacial-  fotografiará nuestra Galaxia para crear un catálogo compuesto por unos mil millones de estrellas. También se obtendrán fotografías detalladas de galaxias vecinas, y se estima que permitirá descubrir unos diez exoplanetas por día. El lanzamiento de Gaia está previsto para 2013.

La ESA está poniendo a punto lo que puede ser una de las más interesantes misiones científicas de los últimos años. Se trata de Gaia, una sonda espacial que llevará a bordo una cámara compuesta por un mosaico de sensores CCD capaz de capturar imágenes con una resolución de mil megapíxeles desde un punto privilegiado del sistema Sol-Tierra. En efecto, el robot se ubicará en un punto conocido como Lagrange L2 y que se encuentra aproximadamente a un millón de kilómetros de nuestro planeta en dirección opuesta al Sol. Desde allí, y de espaldas a las interferencias que pueden producir la Luna, la Tierra o el Sol, se dedicará a cartografiar nuestra galaxia.

Para ello utilizará la cámara mencionada, que es un verdadero milagro tecnológico. Esta conformada por una matriz de 106 sensores CCD (por “charge-coupled device” o “dispositivo de carga acoplada“) individuales, que en conjunto pueden capturar mil millones de píxeles en cada disparo. Su resolución y sensibilidad es lo suficientemente alta como para “ver” estrellas un millón de veces menos brillantes que las que podemos ver a simple vista. El diseño de este instrumento, que está dividido en cuatro secciones, permite que la luz de cada estrella proporcione datos sobre su posición, desplazamiento en tres dimensiones, color e intensidad y espectro de emisión. Se estima que a lo largo de su vida útil, estimada en unos cinco años,la cámara podrá registrar datos como esos de unos mil millones de estrellas. A pesar de lo impresionante de este número, se trata de un conjunto que agrupa solo el 1% de las estrellas que conforman la Vía Láctea.

A pesar de que están construidos con una tecnología similar a la utilizada en las cámaras digitales convencionales, los sensores CCD que utilizará Gaia han sido desarrollados específicamente para esta misión por una compañía del Reino Unido llamada “e2v Technologies”. Esencialmente, son 106 “chips” de unos 4.7 x 6.0 centímetros y más delgados que un cabello humano, que fueron montados en las instalaciones que  Astrium France -el contratista principal de la misión- posee en Toulouse. La precisión requerida durante el montaje es tal, que las tareas de montaje comenzaron en Mayo y finalizaron en Junio, avanzando a un ritmo de sólo cuatro o cinco chips diarios, trabajando a turnos dobles en el interior de una sala limpia. No todos los chips cumplen la misma misión. Cuatro se encargan de verificar la calidad de las imágenes tomadas por el conjunto formado por los otros ciento dos, a la vez que aseguran la estabilidad necesaria entre los dos telescopios que permiten tomar las imágenes tridimensionales.

Como imaginarás, la estabilidad térmica de la sonda espacial es crítica para que todo funcione como debe. Para evitar los pequeños desplazamientos que se producen al dilatarse o contraerse sus partes con los cambios de temperatura, Gaia se mantendrá a una temperatura de unos -110ºC. Buena parte de su estructura, incluidos los soportes de la cámara, se ha construido con carburo de silicio, una especie de cerámica que es especialmente resistente a las deformaciones inducidas por los cambios de temperatura. El lanzamiento de la sonda tendrá lugar dentro de dos años, y permitirá no solo conocer mejor las tripas de nuestra galaxia, sino identificar exoplanetas. En efecto, los responsables de la misión estiman que el dispositivo aportará datos suficientes como para descubrir unos 10 exoplanetas por día, llegando a unos 15 mil al final de la misión. Además, fotografiará objetos extragalácticos, como los quásares. Sin dudas, se trata de una misión de la que volveremos a ocuparnos en NeoTeo.