Com s'ho faran per netejar un telescopi a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra

Desenes de científics de diversos països europeus fa mesos que investiguen com poden eliminar unes partícules de gel que han fet que el telescopi Euclid, de l'Agència Espacial Europea (ESA), perdi un 10% de la capacitat d'observació.

L'agència europea va llançar aquest telescopi espacial el passat 1 de juliol amb l'objectiu de crear un mapa 3D més gran i precís de l'univers i saber com eren les galàxies fa 10.000 milions d'anys. Per aconseguir-ho, el telescopi, que és a 1,5 milions de quilòmetres de distància de la Terra, s'ha de mantenir estable i amb plenes capacitats durant els sis anys que durarà la missió.

Però fa uns quatre mesos, mentre afinaven i calibraven els instruments de l'Euclid després del llançament i es preparaven per a l'inici del primer estudi de la missió, els experts en operacions científiques van notar una petita però progressiva disminució en la quantitat de llum mesurada des de les estrelles observades amb l'instrument visible (VIS).

Mischa Schirmer, un dels dissenyadors del nou pla de desgel, ha explicat en un comunicat com es van adonar del problema:

"Algunes estrelles de l'univers varien en la seva lluminositat, però la majoria són estables durant molts milions d'anys. Llavors, quan els nostres instruments van detectar una lleu i gradual disminució en els fotons entrants, vam saber que no eren ells, sinó nosaltres".

Un problema que ja es preveia

L'equip responsable de la missió Euclid, coordinat per Ralf Kohley des del Centre Europeu d'Astronomia Espacial (ESAC) de Madrid, està provant ara un mètode dissenyat fa poc per netejar l'òptica de la nau i mantenir-la tan lliure de gel com es pugui durant la resta de la seva vida en òrbita.

Aquest és un problema habitual en les naus espacials un cop arriben a l'espai: l'aigua absorbida de l'aire durant el muntatge a la Terra s'allibera gradualment de determinats components de la nau, arrossegats pel buit de l'espai.

En el fred glacial del nou entorn de l'Euclid, aquestes molècules d'aigua alliberades tendeixen a adherir-se a la primera superfície on aterren, i quan ho fan a l'òptica d'aquesta missió altament sensible, poden causar problemes.

Com que ja preveien que l'aigua pogués acumular-se i contaminar la visió de l'Euclid, poc després del seu llançament es va fer una campanya de desgasificació que va consistir a fer pujar la temperatura del telescopi mitjançant escalfadors a bord i també exposant-lo al Sol. Però malgrat això, una fracció considerable del gel "ha sobreviscut" en ser absorbida per l'aïllament multicapa. Ara, està sent alliberada lentament al buit.

Després de mesos d'investigacions sobre com les minúscules capes de gel en les superfícies dels miralls dispersen i reflecteixen la llum, i de calibracions a l'espai, l'equip va determinar que és probable que diverses capes de molècules d'aigua estiguessin congelades en miralls a l'òptica de l'Euclid, tal com reconeix Kohley:

"És molt difícil construir i llançar una nau espacial des de la Terra sense que part de l'aigua del nostre planeta s'hi escoli".

Probablement, la seva mida és d'unes poques desenes de nanòmetres d'espessor. Aquesta detecció de quantitats tan petites de gel dona una idea de la sensibilitat de la missió.
 

Les possibles solucions

Mentre continuen les observacions, els científics han ideat un pla per comprendre exactament en quin punt del sistema òptic hi ha el gel i mitigar-ne l'impacte ara i en el futur, si es continua acumulant.

L'opció més senzilla per acabar amb el gel és enviar l'ordre d'encendre tots els calefactors que hi ha a bord de la nau durant diversos dies, per tal d'augmentar lentament la temperatura des d'uns -140 ºC fins a -3 ºC, d'una manera semblant al que es va fer quan la sonda Gaia va tenir un problema similar.

Els investigadors, però, temen que si s'escalfa tota l'estructura mecànica de la nau, els materials es dilatin i no tornin al mateix estat després del refredament. Això podria afectar una missió molt sensible, que necessita unes condicions molt estables de temperatura.

És per això que els científics han decidit començar escalfant individualment les parts òptiques de baix risc de la nau, que són en zones on és improbable que l'aigua alliberada contamini altres instruments o òptiques. De moment, s'ha començat per dos miralls d'Euclid que es poden escalfar independentment, segons ha indicat Kohley.

"La descongelació hauria de restaurar i preservar la capacitat d'Euclid per recollir la llum d'aquestes antigues galàxies, però és la primera vegada que fem aquest procediment. Tenim molt bones conjectures sobre quina superfície s'adhereix el gel, però no n'estarem segurs fins que ho fem".

Al llarg de la missió, se seguiran alliberant petites quantitats d'aigua a l'interior d'Euclid. Els investigadors admeten que cal una solució a llarg termini per descongelar regularment la seva òptica sense que ocupi massa temps de la missió.