Voyage 2050, en marcha: la ESA elige los temas para sus futuras misiones científicas

“La elección de los temas de Voyage 2050 constituye un momento clave para el programa científico de la ESA y para la futura generación de científicos e ingenieros espaciales”, afirma Günther Hasinger, director de Ciencia de la ESA.

“Ahora que Cosmic Vision ha tomado forma con un plan claro para nuestras misiones hasta mediados de la década de 2030, debemos empezar a planificar la ciencia y tecnología que necesitaremos para las misiones que queremos lanzar dentro de varios decenios; por eso estamos definiendo ya los temas científicos de máximo nivel del programa Voyage 2050”.

En marzo de 2019 se lanzó una convocatoria de ideas para Voyage 2050, gracias a la cual surgieron cerca de cien ambiciosas ideas de toda índole, que a continuación se destilaron en una serie de temas científicos. Los equipos temáticos, que incluían numerosos científicos noveles procedentes de los más diversos ámbitos de la ciencia espacial, llevaron a cabo una evaluación inicial de los temas y transmitieron sus resultados a un comité científico sénior. Este comité había recibido del director el encargo de no solo recomendar temas científicos para las tres próximas misiones de clase superior (clase L) que tomarán el relevo de Juice, Athena y LISA, sino también identificar posibles temas para futuras misiones de clase intermedia (clase M) y sugerir áreas para el desarrollo tecnológico a largo plazo, más allá del alcance de Voyage 2050. Los temas científicos fueron seleccionados por el Comité para el Programa Científico de la ESA en una reunión celebrada el 10 de junio de 2021. Las misiones específicas serán elegidas llegado el momento, cuando la ESA publique cada convocatoria de propuestas de misión.

“Voyage 2050 es el resultado de un esfuerzo significativo por parte de la comunidad científica, de los equipos temáticos y del comité sénior, quienes han contribuido a un debate sumamente animado y productivo para llegar a esta espectacular propuesta”, señala Fabio Favata, director de la Oficina de Estrategia, Planificación y Coordinación. “Voyage 2050, que ya va tomando forma, mantendrá a Europa a la vanguardia de la ciencia espacial durante las próximas décadas”.

Temas de las misiones

Las tres prioridades máximas identificadas para las futuras misiones de clase superior son:

Lunas de los planetas gigantes
Investigar el potencial de habitabilidad de los mundos de nuestro sistemas solar es esencial para comprender cómo surgió la vida y particularmente relevante para la búsqueda de planetas similares a la Tierra más allá del sistema solar. Partiendo del legado de la misión internacional Cassini-Huygens a Saturno y el próximo Explorador de las Lunas de Hielo de Júpiter (Juice), una futura misión al sistema solar exterior con instrumentos avanzados se dedicaría a estudiar la conexión entre el interior de lunas que albergan océanos y el entorno cercano a su superficie, además de buscar posibles biofirmas. El perfil de la misión podría incluir una unidad in situ, como un aterrizador o un dron.

De los exoplanetas templados a la Vía Láctea
La Vía Láctea contiene cientos de millones de estrellas y planetas, además de materia oscura y materia interestelar, pero nuestra comprensión de este ecosistema, clave para entender el funcionamiento de las galaxias en su conjunto, es limitada. Una comprensión detallada de cómo se formó nuestra galaxia, incluyendo sus “regiones escondidas”, es fundamental para comprender las galaxias en general. Al mismo tiempo, la caracterización de los exoplanetas templados en el infrarrojo medio, por medio de un primer espectro de emisión térmica directa a partir de las atmósferas de dichos exoplanetas para entender mejor si presentan condiciones de verdadera habitabilidad en su superficie, constituiría un hito revolucionario.

Aunque el tema de los exoplanetas se considera de alta prioridad científica, que afianzará el liderazgo europeo en este ámbito más allá de la vida útil de Cheops, Plato y Ariel, es necesario elegir con conocimiento de causa entre el estudio de las regiones menos accesibles de nuestra galaxia y el estudio de los exoplanetas templados, una decisión en la que ha de participar la comunidad científica interesada para evaluar su probabilidad de éxito y su viabilidad dentro de las condiciones límite de las grandes misiones.

Nuevas sondas físicas del universo temprano
¿Cómo comenzó el universo? ¿Cómo se formaron y evolucionaron las primeras estructuras cósmicas y agujeros negros? Estas son cuestiones pendientes de la física fundamental y la astrofísica que podrían abordar misiones con nuevas sondas físicas, bien detectando ondas gravitacionales con alta precisión o en una nueva ventana espectral, bien mediante espectroscopia de alta precisión del fondo cósmico de microondas (el remanente de radiación que quedó tras el Big Bang). Este tema recoge el testigo de la revolucionaria ciencia de la misión Planck y el esperado retorno científico de LISA, aprovechando también los avances en la instrumentación para abrir un enorme campo de descubrimientos. Los estudios adicionales y la interacción con la comunidad científica deberán converger en una misión que aborde este tema.

Un futuro prometedor para las misiones de clase intermedia

Las misiones de clase intermedia constituyen un componente clave del Programa Científico de la ESA y permiten a Europa llevar a cabo misiones independientes que responden a importantes preguntas científicas con un presupuesto moderado. Venus Express, Mars Express y las próximas misiones Euclid, Plato y Ariel son ejemplo de misiones de clase M pasadas, presentes y futuras.

El comité de Voyage 2050 identificó temas en todos los ámbitos de la ciencia espacial, desde la ciencia del sistema solar hasta la astrometría, la astronomía, la astrofísica y la física fundamental, demostrando que también es posible obtener grandes logros científicos dentro del límite de costes de las misiones de clase intermedia. Estas misiones seguirán seleccionándose mediante futuras convocatorias de misión abiertas.

Las misiones de clase M también ofrecen una vía para la participación europea en misiones ambiciosas con socios internacionales. Entre ellos estaría la contribución a los observatorios astronómicos de próxima generación de la NASA, como la actual colaboración en el telescopio espacial James Webb o las futuras misiones al sistema solar exterior, por ejemplo.

Desarrollo tecnológico para el próximo siglo

Mientras debatía los posibles temas para sus grandes misiones, el comité de Voyage 2050 identificó varias áreas en las que el retorno científico sería excelente, pero cuya tecnología no habría alcanzado la madurez dentro del periodo que abarca el plan. Así pues, recomendó invertir en una serie de tecnologías para que estos temas puedan hacerse realidad en la segunda mitad del presente siglo. Estas tecnologías abarcarían cuestiones como la interferometría de átomos fríos para desarrollar relojes atómicos, el uso de interferometría de rayos X para el futuro estudio de objetos compactos como agujeros negros, o el desarrollo de futuras misiones planetarias: en particular, mejores fuentes de alimentación que posibiliten la exploración del sistema solar exterior y avances en la recogida y almacenamiento de muestras criogénicas de hielos cometarios para una futura misión de retorno de muestras.

¿Por qué planificarlo ahora?

La planificación a largo plazo es esencial para garantizar el éxito en futuras empresas científicas espaciales. Cosmic Vision 2015-2025 es el actual ciclo de planificación para las misiones de ciencia espacial de la ESA. Este programa, creado en 2005, es heredero del plan Horizon 2000, de 1984, y de Horizon 2000 Plus, desarrollado en 1994-1995. Para poner estos planes en contexto, la sonda Rosetta y su módulo de aterrizaje Philae, así como la “máquina del tiempo” Planck y el observatorio astronómico Herschel, nacieron del programa Horizon 2000. Las misiones Gaia, Lisa Pathfinder y BepiColombo fueron concebidas en Horizon 2000 Plus. Las misiones de Cosmic Vision se encuentran en curso en estos momentos: la misión exoplanetaria Cheops fue lanzada en 2019 y Solar Orbiter, en 2020. Juice, Athena y LISA son misiones de clase superior de Cosmic Vision. Las grandes misiones, en particular, precisan de un sustancial desarrollo tecnológico, que a menudo necesita años. Por este motivo es importante empezar a definir la tecnología necesaria con bastante antelación, para garantizar que el programa científico de la ESA pueda asegurar series de misiones avanzadas y de categoría mundial para las futuras generaciones.

Así pues, es el momento de mirar más allá de Cosmic Vision, al periodo 2035-2050 e incluso aún más lejos, con el plan Voyage 2050.

Notas para los editores
El Programa Científico de la ESA ofrece a Europa las herramientas para ser líder mundial en ciencia espacial. Para la comunidad científica, el programa facilita las condiciones para mantener y mejorar la excelencia, dando lugar a nuevos descubrimientos e innovación. El Programa Científico cuenta con distintos tipos de misiones, cada una de las cuales cumple un papel claramente definido. Entre ellas, las de clase superior (clase L) son misiones insignia europeas con un ritmo de lanzamiento de una por década. Incluyen las misiones pasadas Rosetta, XMM-Newton y Herschel. Las misiones de clase intermedia (clase M) pueden estar lideradas por la ESA o ser fruto de la colaboración con socios internacionales. Ofrecen flexibilidad dentro del programa y tienen un ritmo de lanzamiento de dos por década. Integral y Planck son ejemplos liderados por la ESA, mientras que la sonda Huygens era una contribución de clase intermedia a la misión Cassini de la NASA. Las misiones de clase superior e intermedia se ven suplementadas por misiones más pequeñas que se centran en implementaciones innovadoras, siguiendo una vía de desarrollo más rápida, lo que permite a los Estados miembros desempeñar un papel de liderazgo.

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