Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Darwin y la vida extraterrestre

Europa no quiere que Estados Unidos posea un exagerado monopolio espacial. Darwin es el nombre del proyecto europeo destinado a caracterizar la existencia de sistemas planetarios extrasolares que orbiten a estrellas cercanas, para intentar de localizar alguno semejante a la Tierra y comprobar si posee signos de presencia de agua y de absorción de ozono, lo que sería signo de posibilidad de vida.

Las investigaciones se realizarán mediante complejas técnicas de Interferometría Infrarroja espacial y el propósito equivale a poder distinguir a 1000 km de distancia la débil luz de la llama de una vela que se encuentre junto a un farol encendido. Efectivamente, en el rango de las longitudes de ondas visibles la luminosidad de un planeta como la Tierra comparada con la de su estrella o Sol, es del orden de una milmillonésima parte de éste. Desde 1993 la Agencia Especial Europea (ESA) está estudiando los problemas y soluciones, teniendo previsto que el lanzamiento espacial del proyecto Darwin tenga lugar hacia el año 2014, esperando que las imágenes obtenidas sean mucho más detalladas que las obtenidas por el telescopio espacial NGTS (Next generation Space Telescope), cuya puesta en órbita la realizarán conjuntamente la NASA y la ESA en el año 2009.

INTERFEROMETRÍA. Para lograr tales propósitos se utilizarán varias estrategias. En primer lugar, usar las longitudes de onda más convenientes. Por ejemplo, las correspondientes al infrarrojo medio, con lo que la detección se hace 1000 veces más discriminatoria que en el visible, aunque aun sigue habiendo una relación de luminosidad de 1 en un millón. En segundo lugar, utilizando técnicas interferométricas que permiten anular las fuertes radiaciones de la estrella, por intensas que sean, que acompañan a las radiaciones que interesan, muy débiles, que son las procedentes del planeta. Este tipo de problema fue investigado en 1978 por Ronald Bracewell, físico e ingeniero, que concluyó que ello podría lograrse con un interferómetro si las señales de algunos de los telescopios se retrasasen levemente. Ajustando ese retraso se anulan las señales del objeto más brillante y solo queda la radiación del débil. Otra última estrategia será la de contar con una flotilla de seis naves espaciales, dotada cada una de ellas con un telescopio, distribuidas geométricamente, hexagonalmente. Para la observación de planetas cercanos a soles se necesita una gran capacidad de discriminación, lo que significaría telescopios de diámetros superiores a los 30 metros, lo que queda lejos de las actuales tecnologías. Así, el Hubble posee 2,3 metros de diámetro y el futuro telescopio espacial NGST al que antes nos referimos podría llegar a los 8 metros. En la Tierra, los mayores poseen unos 10 metros. La solución al problema también es la interferometría, que comenzó a desarrollarse en el Reino Unido, en los años 50, aplicada a los radiotelescopios. Se trata de que una red de pequeños telescopios entrelazados que combinen sus señales funciona como un gran telescopio. Esto es lo que sucederá con los 6 pequeños telescopios individuales espaciales, al integrarse sus señales, de modo que la suma de sus observaciones equivalga a la obtenible por un inmenso telescopio espacial, a fin de dar una imagen final de alta resolución. Las radiaciones recogidas procedentes de esos seis telescopios espaciales serán recibidas por otra nave receptora, donde se combinarán y procesarán, existiendo otro satélite de comunicaciones que servirá para recibir y enviar las señales a la Tierra.

ESPACIAL. ¿Por qué se han de utilizar telescopios situados en el espacio?. Hay dos razones principales. La primera es que la atmósfera de la Tierra interfiere y bloquea las radiaciones de luz que ha de usar el proyecto, consistentes en longitudes de onda del infrarrojo medio. La segunda razón se debe a la temperatura. A temperaturas cercanas a la ambiente los propios telescopios emitirían una radiación infrarroja que anegaría a sus propias observaciones. La situación sería comparable a usar un telescopio normal de observaciones astronómicas en un entorno con multitud de focos luminosos dirigidos hacia el telescopio.

Con la solución espacial la temperatura será de -233 ºC, la cual es adecuada para los correspondientes detectores, que pueden operar a -265ºC. A esas temperaturas se anulan las radiaciones infrarrojas (calor) del propio telescopio permitiendo la búsqueda de las débiles señales externas.

Otra razón principal para usar el infrarrojo para las observaciones es la de que la vida deja su marca en esta zona de radiación. Por ejemplo, la actividad biológica en la Tierra hace que las plantas emitan a la atmósfera oxígeno y los animales dióxido de carbono y metano. Estos gases y el vapor de agua absorben ciertas longitudes de onda del infrarrojo, lo que significa unos patrones de reconocimiento asociados con la actividad de la materia viva.

ÓRBITA. Darwin no orbitará alrededor de la Tierra sino que se situará más allá de la Luna, a unos mil quinientos millones de kilómetros de la Tierra, en dirección opuesta al Sol, en una localización conocida como L2, o segundo punto lagrangiano. Su descubridor, junto a otros 4 puntos L de equilibrio, fue el gran matemático italiano del siglo XVIII Joseph Louis Lagrange. La ventaja de este punto lagrangiano es que situados los telescopios en L2, la Tierra, Luna y Sol permanecen siempre "detrás", ya que L2 se mueve alrededor del Sol a la par que la Tierra. Este punto es tan interesante que cuando Darwin llegue allí se encontrará con otros "compañeros" espaciales ya lanzados o cuyo lanzamiento está en proyecto, tales como Eddington , Herschel, Planck, NGST o Gaia.

¿Cuáles son las fases temporales para el desarrollo de Darwin?. Actualmente los socios industriales de la ESA se encuentran probando en los laboratorios el funcionamiento de la técnica de anulación interferométrica y desarrollando un instrumento de este tipo que será instalado y probado en el VLT (Very Large Telescope) en el año 2005. El VLT es un conjunto de un gran telescopio terrestre de 8 metros de diámetro en red con otros varios de menor tamaño. El año siguiente, el 2006, se lanzará SMART-2, que son dos naves que han de demostrar la posibilidad de permanecer en formación, lo que es esencial para el éxito de la flotilla de las seis naves telescópicas del Darwin que han de mantenerse siempre en formación hexagonal. Por último, en el 2014 tendrán lugar los lanzamientos definitivos. Como la NASA tiene estudiado un proyecto muy parecido es posible que, finalmente, el proyecto Darwin sea conjunto entre la ESA, la NASA y países como Rusia y Japón que han mostrado su interés en participar. Y el nombre de Darwin asociado a la evolución de los seres vivos, en el futuro podría estar también ligado a las pruebas de existencia de vida en exoplanetas diferentes al nuestro.