La ingeniera española que nos comunicará con la energía y la materia oscuras

Un siglo después de que Albert Einstein publicase su teoría general de la relatividad para describir el universo, los científicos piensan que está constituido en un 95% por formas de materia y energía desconocidas, a las que se llama 'oscuras' porque son un misterio. Los átomos que conocemos solo representan el 5% restante y ampliar ese conocimiento supone un desafío científico y tecnológico. Lo único que podemos hacer es mirar ahí fuera y seguir aprendiendo.

Con esa idea, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) está a punto de culminar los preparativos para la misión Euclid, que recibe ese nombre por el matemático griego Eclides, considerado el padre de la geometría, y que podría marcar un hito en la historia de la ciencia. La nave espacial, que previsiblemente será lanzada en torno a abril de 2023, según las últimas estimaciones, debería ayudarnos a comprender mejor la energía y la materia oscuras. El objetivo es medir con una gran precisión un fenómeno que aún nos cuesta comprender, pero que está muy relacionado con estas cuestiones: la aceleración del universo, remontándose en sus observaciones unos 10.000 millones de años luz en el pasado.

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La construcción del satélite corre a cargo de Thales Alenia Space Italia, pero esta vez el papel de España está siendo fundamental, ya que el equipo español de esta compañía, con sede en Tres Cantos (Madrid) es el encargado de las comunicaciones. "Es una misión fascinante, porque va a tratar de descubrir los orígenes del universo y por qué se está expandiendo", explica en declaraciones a Teknautas la ingeniera industrial Susana Infante, jefa de proyecto, "puede ser decisivo e incluso revolucionar las teorías de Einstein".

Garantizar las comunicaciones no es tan sencillo como parece. Euclid orbitará alrededor del punto L2 de Lagrange del sistema Sol-Tierra, lo que significa que este observatorio espacial estará situado a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. Su misión es realizar un mapa de la distribución en 3D de hasta 2.000 millones de galaxias, pero "sin comunicación, todo este trabajo no serviría para nada", destaca la experta. Los datos se van a transmitir por radiofrecuencia (en banda K) y el estudio completo implica entregar 150.000 imágenes de alta definición, con los datos cromáticos y espectrales vinculados, es decir, cerca de un petabyte (un millón de gigas) de datos que habrá que descargar. Aparte de poner a punto ese sistema, los españoles también se han ocupado de la comunicación en la banda X, que "servirá para controlar y vigilar la plataforma, midiendo su distancia con respecto a la Tierra".

Desde 2015, Infante ha liderado de forma directa un equipo formado por una decena de personas y de forma indirecta a más de una treintena. Todas han trabajado en uno de los proyectos más ambiciosos en que se ha visto involucrado el sector espacial español, que ha contado con unos 40 millones de euros de presupuesto. "Por primera vez éramos responsables de un sistema de comunicación tan complejo", comenta, cuyo diseño e implementación ha requerido coordinar a 11 empresas subcontratistas de toda Europa.

Todo este trabajo acaba de superar una fase decisiva y muy delicada: "Acaban de terminar las pruebas en las instalaciones de Turín (Italia) y ya se ha integrado todo el satélite, es decir, que ya están todos los instrumentos montados". Con el traslado a Cannes (Francia), comienza una nueva etapa de pruebas mecánicas y técnicas. Finalmente, la fase de preparación para el lanzamiento dejará todo listo para que Euclid salga al espacio desde la Guayana Francesa.

Una vez en el espacio, este artefacto de 4,5 metros de largo y 3,1 de diámetro mandará información al menos durante seis años. En tierra, los datos serán recogidos por dos antenas parabólicas orientables de 35 metros de diámetro, las que operan en las estaciones de seguimiento de las misiones de la ESA de Cebreros (Ávila) y en Malargüe (Argentina).

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¿Qué es lo que podrá captar Euclid y cómo? La clave está en una medida denominada 'redshift' o corrimiento al rojo. El universo se está expandiendo y, a medida que un objeto está más lejos de nosotros, se aleja a una velocidad más alta, lo que se refleja en un cambio del color de la luz. A medida que se aleja más rápido, los colores azules (frecuencia alta) dejan paso a los rojos (frecuencia baja o alargamiento de la longitud de onda). Medir esos desplazamientos hacia el rojo permite saber a qué velocidad se aleja y, por lo tanto, a qué distancia está. Todo esto se podrá captar con un espectrómetro que analiza el espectro de la luz en el infrarrojo cercano.

¿Qué tiene que ver esto con la materia y la energía oscuras? Los expertos tienen varias formas de inferir esta información a través de las imágenes que les puedan llegar. Por ejemplo, los astrónomos trabajan con la hipótesis de que la energía oscura contribuye al incremento de la aceleración del universo. Por lo tanto, la forma de las galaxias dará pistas fundamentales para entender cómo la energía oscura contribuye a esa aceleración del universo, cada vez más pronunciada.

Una parte importante de este trabajo tiene que ver con el efecto lente gravitacional. Cuando la luz procede de un objeto lejano, se curva al pasar alrededor de otros objetos (por ejemplo, una galaxia) antes de llegar a nosotros, los observadores, que obtenemos una imagen alterada. Como la mayor parte de la materia es materia oscura, no visible, al medir la deformación de la forma de las galaxias, los científicos deducen la cantidad de esta misteriosa materia que está presente en la trayectoria de los rayos de luz. En definitiva, tendremos una especie de "tomografía" de las estructuras de materia oscura, que será esencial para entender este fenómeno. Por eso esta misión puede marcar un antes y un después, pero incluso si no sirviera para sacar grandes conclusiones, "como poco vamos a tener imágenes inéditas del universo más allá de la Vía Láctea", comenta Infante.

Trampolín para nuevas misiones

"Nunca me hubiese imaginado que iba a trabajar en el mundo del espacio", reconoce esta ingeniera industrial de Badajoz. Sin embargo, una serie de casualidades le permitieron finalizar su carrera en Roma y trabajar en Thales Alenia Space Italia durante 10 años, precisamente, en el departamento de antenas. En 2009 regresó a España y esta misión la catapulta definitivamente en el sector espacial. De hecho, "lo que hemos aprendido ya nos ha hecho ganar otros dos proyectos de la ESA", destaca. La misión Plato estudiará exoplanetas, mientras que la misión Hera, en la que vuelve a ser jefa de proyecto, buscará un asteroide.

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No obstante, a pesar de que el satélite Euclid ya esté montado, tendrá que seguir durante bastante tiempo pendiente de este proyecto. "Durante un periodo de tiempo podría fallar el equipo o podrían surgir dudas, así que tenemos que garantizar un servicio para la atención a esos problemas. Esto siempre es así, pero además, en esta misión nos han pedido colaborar en la fase de lanzamiento e incluso una vez que esté en el espacio", destaca.

Todos los integrantes de la misión Euclid están de enhorabuena porque no se han visto afectados por la guerra de Ucrania y las sanciones a Rusia, a diferencia de otros proyectos de la ESA, como ExoMars, un programa de exploración de Marte que dependía de la colaboración de la agencia rusa Roscosmos. En cambio, en este caso, se trata de un proyecto que corresponde a la agencia espacial europea en un 100% gracias a un cambio de última hora. En lugar de ser lanzada por un cohete Soyuz, se utilizará el Ariane 6 europeo. El afortunado cambio fue anterior al conflicto armado y garantiza que el retraso en el lanzamiento vaya a ser mínimo con respecto a los planes iniciales.