Un radiotelescopio lunar para sintonizar la señal de la Edad Oscura
El BNL (Brookhaven National Laboratory) de EEUU lidera un nuevo esfuerzo para colocar un radiotelescopio en la Luna. Si tiene éxito, el marcará el primer paso para explorar la Edad Oscura del universo.
La Edad Oscura es una era temprana de la historia cosmológica que comienza unos 380.000 años después del Big Bang. No había estrellas ni planetas. Es un punto en el tiempo que los científicos nunca han podido observar. Aunque las ondas de radio de la Edad Oscura aún persisten en el espacio, la abundancia de interferencias de radio en la Tierra ha ocultado estas señales a los científicos que buscan estudiarlas.
Si los cosmólogos pudieran detectar ondas de radio de la Edad Oscura, lo que se conoce como la 'Señal de la Edad Oscura', podrían ayudar a descubrir respuestas a algunos de los misterios más grandes del universo, como la naturaleza de la energía oscura o la formación del propio universo.
Ahora, un nuevo proyecto llamado Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night (LuSEE-Night) tiene como objetivo acceder a la Señal de la Edad Oscura por primera vez. LuSEE-Night es un concepto notable para un radiotelescopio que se desarrollará en colaboración entre la NASA y el DOE (Departamento de Energía de EEUU), con Brookhaven Lab liderando el papel del DOE en el proyecto y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, también del DOE, brindando soporte técnico clave.
LuSEE-Night está listo para hacer historia por su capacidad para alcanzar y sobrevivir en un lugar inhóspito donde hay suficiente silencio de radio para que se detecte la Señal de la Edad Oscura: el otro lado lunar.
Algunos pueden conocerlo como el "lado oscuro de la luna", pero lo que científicamente se conoce como "el lado lejano de la luna" no es eternamente oscuro. La cara oculta de la Luna se llama así por su incapacidad para verse desde la Tierra, pero experimenta su propio ciclo diurno y nocturno.
"La Luna y la Tierra están bloqueadas por mareas, lo que significa que la Luna gira alrededor de su propio eje con la misma velocidad que gira alrededor de la Tierra", dijo en un comunicado el científico de Brookhaven Anze Slosar, quien dirige las contribuciones del DOE al programa científico y las operaciones de LuSEE-Night y también es el portavoz de la colaboración LuSEE-Night. "Es por eso que siempre vemos el mismo lado de la luna. Pero el lado que no podemos ver, el lado lejano de la luna, está protegido de muchas fuentes de interferencia de radio durante la noche por la propia masa de la luna".
Los cosmólogos de todo el mundo han estado interesados en observar el universo desde el otro lado de la luna durante décadas y han intentado llegar a él antes. Pero a cambio del silencio de radio que proporciona el lado lejano de la Luna, presenta un entorno traicionero con pocas posibilidades de que el equipo científico sobreviva, y mucho menos que transmita datos a la Tierra.
El otro lado lunar está en total oscuridad durante 14 días terrestres seguidos de 14 días de luz solar brutal. Eso hace que las temperaturas fluctúen entre 250 y -280 grados Fahrenheit, y puede ocurrir un cambio dramático en cuestión de horas.
"Es más fácil llegar a la luna que a Marte, pero todo lo demás es más desafiante", dijo Paul O'Connor, científico principal de la División de Instrumentación de Brookhaven y científico de instrumentos del proyecto LuSEE-Night. "Hay una razón por la que solo un rover robótico ha aterrizado en la Luna en los últimos 50 años, mientras que seis fueron a Marte, que está 100 veces más lejos. Es un entorno de vacío, lo que dificulta la eliminación del calor, y hay mucha radiación".
LuSEE-Night debe rechazar el calor en un entorno de vacío durante el día y evitar que se congele durante la noche, todo mientras se alimenta a sí mismo durante 14 días de oscuridad continua y realiza la primera ciencia de su tipo.
"La energía debe provenir de una batería, que solo puede ser tan eficiente en función de su tamaño", dijo O'Connor. "Las baterías más potentes son más pesadas y una misión de vuelo a la luna tiene un límite de masa estricto. Tenemos que ser muy parsimoniosos con el poder que asignamos, y eso nos coloca en un dominio familiar en el que debemos hacer concesiones entre el poder y la sensibilidad".
Funcionará como una radio fm
"LuSEE-Night no es un radiotelescopio estándar", dijo Slosar. "Es más un receptor de radio. Funcionará como una radio FM, captando señales de radio en una banda de frecuencia similar. El espectrómetro está en el corazón de esto. Al igual que un sintonizador de radio, puede separar las radiofrecuencias y convierte las señales en espectros. Ahí es donde nuestra experiencia nos da un punto de partida. Aunque nadie ha construido un instrumento como este antes, sabemos cómo construir el componente más crucial: un espectrómetro muy sensible".
La NASA coordinará el lanzamiento del telescopio a través de su programa Commercial Lunar Payload Services, que aprovecha las empresas privadas para proporcionar el transporte a la luna".
Después de aterrizar en el lado opuesto de la luna, el módulo de aterrizaje de LuSEE-Night se apagará permanentemente para que no produzca ninguna interferencia. Luego, el telescopio desplegará cuatro antenas de tres metros de largo, desarrolladas por Berkeley Lab, en una plataforma giratoria para la recopilación de datos. Luego, LuSEE-Night debe enfrentar su mayor desafío: sobrevivir a su primera noche en el otro lado de la Luna.
En la Tierra, los científicos deben esperar pacientemente 40 días para que LuSEE-Night recopile y transmita su primer conjunto de datos a un satélite de retransmisión que habla con la Tierra. Hasta entonces, no sabrán si LuSEE-Night sobrevivió.
Si LuSEE-Night sobrevive, la colaboración logrará su objetivo principal: demostrar que el lado lejano lunar largamente buscado es accesible para los experimentos de cosmología de radio. Luego, los científicos tendrán una prueba de concepto para desarrollar un telescopio más elaborado en el futuro que esté mejor equipado para detectar la Señal de la Edad Oscura lejana, si es necesario.
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