El telescopio Kepler sigue activo y aún no ha parado de dar sorpresas. Sin embargo, a estas alturas ya es posible asegurar que este telescopio espacial es uno de los más exitosos nunca puesto en órbita y que su historia está siendo toda una epopeya. No es exagerado el simil entre Magallanes y los organizadores del telescopio espacial Kepler. Estas son las palabras de James Fanson, del Jet Propulsion Laboratory, project manager del telescopio Kepler:
"Lanzamos Kepler, en cierto modo, como Magallanes o Colón fueron a la mar, sin saber qué ibamos a encontrar."
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| Una representación del telescopio espacial Kepler (Fuente: NASA/JPL-Caltech/Wendy Stenzel) |
La referencia de Fanson a Magallanes es apasionante, porque si Magallanes dejó claro el papel del ser humano en el globo terrestre quizá Kepler ha hecho lo mismo en la Vía Láctea. Las crónicas de viajes a lugares ignotos pueden ser muy emocionantes, pero si también son un relato histórico con casi 500 años y si, además, describe la primera vuelta al mundo, ya es que me faltan palabras para expresar lo que siento. Mejor que las palabras las ponga Antonio Pigafetta:
"El capitán general Fernando de Magallanes había resuelto emprender un largo viaje por el Océano, donde los vientos soplan con furor y donde las tempestades son muy frecuentes. Había resuelto también abrirse un camino que ningún navegante había conocido hasta entonces (...)"
Primer Viaje Alrededor del Globo.
Pero empecemos esta historia por el principio.
El desarrollo de un telescopio magnífico.
La crónica del telescopio espacial Kepler se inicia en los años 80 con un hombre tranquilo, llamado Bill Borucki, que hacía tiempo que había finalizado sus estudios de Físicas por la Universidad de Wisconsin (no llegó a doctorarse), en Madison. Bill había comenzado su carrera tiempo atrás en el Ames Research Center de la NASA en California habiendo trabajado en diversos proyectos, entre ellos, el proyecto más importante hasta el momento, el proyecto Apolo.
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| Bill Borucki en 1985, el hombre tranquilo y visionario que ideó Kepler y lo desarrolló cuando nadie esperaba que saliese adelante. (Fuente: NASA) |
En 1984 dirige su interés hacia un tema totalmente novedoso, en el que casi nadie estaba trabajando: la búsqueda de exoplanetas. El Ames Research Center organiza en 1984 y 1988 dos workshops sobre fotometría de alta precisión enfocada a la detección de exoplanetas que le influyeron notablemente. Es verdad que ya había estudios previos de Rosenblatt (1971), pero Borucki a partir de 1984 comienza la publicación de una serie de papers en los que describe cómo encontrar exoplanetas mediante fotometría. La idea no era otra que detectar tránsitos, por la disminución del brillo de la estrella al pasar un exoplaneta. Ver imagen.
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A la izquierda, un tránsito de un objeto del tamaño de Júpiter en una estrella de tipo solar es detectable desde la Tierra. A la derecha, el tránsito mucho más tenue de una planeta como la Tierra requiere de telescopios espaciales.
(Fuente: Wikipedia) |
Actualmente este tema de los exoplanetas es un tema puntero, con una comunidad científica muy amplia. Sin embargo, en los 80 nadie trabajaba en esto y el que lo hacía corría el riesgo de ser tachado de "excéntrico", quedando condenado a la indiferencia.
Durante muchos años sus innovadoras ideas fueron recibidas con escepticismo e, incluso, burlas. Después de todo Borucki no tenía ni un doctorado... Sin embargo, no se rindió. Siguió simplemente defendiendo sus planteamientos, mostrando que para detectar exoplanetas del tamaño de la Tierra es necesario poner el instrumento en órbita.
Prueba y error.
1992. La NASA solicita propuestas para el desarrollo de misiones espaciales. Borucki y su equipo aprovechan la oportunidad y proponen una nave para detectar tránsitos FRESIP (FRequency of Earth-Size Inner Planets). La propuesta es rechazada por dudas sobre la sensibilidad de los detectores de silicio del dispositivo (más primitivos que los CCD), pero consigue despertar cierto interés.
1994. Nuevamente, otra oportunidad. Se abre un periodo de propuestas para misiones del tipo Discovery y Borucki vuelve a presentar una versión mejorada de FRESIP, esta con una apertura grande, de 0.94 metros, y detectores CCD, sin duda para beneficiarse de la versatilidad de estos detectores. La propuesta es rechazada. Demasiado caro y demasiado parecido al HST, que ya estaba para esas cosas.
1996. Nuevo periodo de propuestas Discovery y nueva propuesta del equipo de Borucki. Se cambia la órbita, antes en uno de los puntos de Lagrange, ahora en una órbita solar, ahorrando combustible y reduciendo el presupuesto. También se cambia el nombre del proyecto que ahora se denomina Kepler. La propuesta es rechazada. No está demostrado que se pueda realizar fotometría simultáneamente de cientos de miles de estrellas.
1997. El fotómetro es construido en el observatorio Lick (proyecto Vulcan) como un banco de pruebas con el que demostrar las prestaciones de las tecnologías necesarias para el funcionamiento del Kepler.
1999. Borucki publica los resultados. Nuevo periodo de propuestas Discovery y nueva propuesta de Borucki y su equipo. La propuesta es rechazada. Como estaba construido en tierra, criticaron que no estaba demostrada la capacidad del dispositivo para enfrentarse a los tipos de ruido que pueden ser esperados en órbita.
Se construye un demostrador de la tecnología con todas las posibles fuentes de ruido, y la Fortuna, siempre caprichosa, se pone por fin de su parte: en 1999 se descubre un tránsito producido por un planeta mostrando la viabilidad del proyecto.
2000. Quinto intento. Se abre el cuarto periodo de propuestas Discovery y ¡Kepler es seleccionado!.
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| Bill Borucki en una foto oficial de la NASA (Fuente NASA) |
El lanzamiento, por fin.
El telescopio es lanzado en 2009, tras algo así como 25 años de paciente y perseverante trabajo desde la idea original. Realmente, tanta espera no fue en vano ya que sirvió para depurar admirablemente el dispositivo y terminar poniendo en órbita un telescopio excelente.
Los 25 años de formidable tesón y perseverancia ante la adversidad de este hombre tranquilo, Bill Borucki, realmente se comparan bien con las palabras que Pigafetta dedicó al propio Magallanes: "Estaba adornado de todas las virtudes, mostrando siempre una constancia inquebrantable en medio de las más terribles adversidades."
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| El lanzamiento del telescopio Kepler en 2009 (Fuente: Wikipedia) |
El Kepler tenía una masa de algo más de una tonelada conteniendo una cámara Schmidt con una lente correctora de 0,95 metros que alimentaba un espejo principal de 1,4 metros. Tenía un campo bastante grande, de 115, con 105 de ellos científicamente utilizables. La precisión fotométrica nominal, que nunca se llegó a alcanzar plenamente, era de 20 ppm durante 6,5 horas de integración. Como referencia, la T
ierra produce un cambio de brillo en el Sol de 84 ppm.
El inesperado Kepler K2.
"Para doblar el Cabo de Buena Esperanza, subimos hasta el 42° de latitud sur; y nos fue preciso permanecer nueve semanas frente a este cabo, con las velas plegadas, a causa de los vientos del oeste y del noroeste que experimentamos constantemente y que concluyeron en una tempestad terrible. El Cabo de Buena Esperanza está hacia los 34° 30' de latitud meridional, a mil seiscientas leguas de distancia del de Malaca. Es el más grande y más peligroso cabo conocido de la tierra.
(...)
En fin, con ayuda de Dios, el 6 de mayo doblamos este terrible cabo, siendo preciso acercamos a él hasta distancia de cinco leguas, sin lo cual no lo hubiéramos conseguido jamás."
Primer Viaje Alrededor del Globo.
Al igual que en el viaje de Magallanes, en el viaje del telescopio espacial Kepler no han faltado las dificultades. Quizá el mayor problema fue cuando el telescopio perdió una de las tres ruedas que le quedaban para posicionarse. Como consecuencia, el telescopio ya no podía apuntarse hacia una zona del cielo concreta. Era como un navío que hubiera roto la rueda del timón, quedaba a la deriva.
Se estuvo muy cerca de finalizar el proyecto. La ingeniosa solución fue utilizar la presión del Sol para paliar la falta de la tercera rueda y así estabilizar el dispositivo. Por Para ello, fue necesario reinventar el proyecto, que incluso fue rebautizado y pasó a llamarse K2.
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| K2.La solución del problema vino por utilizar la radiación del Sol. (Fuente: NASA). |
Durante la anterior fase del proyecto el telescopio permanecía estático siendo apuntado durante todo el tempo a la misma región del cielo. Ahora, era necesario cambiarlo de posición cada 80 días más o menos. De esta forma, se ampliaban el número de objetivos que el telescopio podía observar.
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| El nuevo K2 cambia cada cierto tiempo de campo de observación (Fuente: NASA). |
Descubrimientos sorprendentes.
En ambos viajes no faltaron los hallazgos inesperados. He aquí la famosa descripción de Pigafetta de los patagones de la Tierra del Fuego:
“Este hombre era tan alto que con la cabeza apenas le llegábamos a la cintura. Era bien formado, con el rostro ancho y teñido de rojo, con los ojos circulados de amarillo, y con dos manchas en forma de corazón en las mejillas.”
De la misma forma, al telescopio Kepler no le han faltado las sorpresas: Planetas Infernales como Kepler-10 b; planetas de tamaño terrestre en la zona habitables de sus estrellas como Kepler-186 f, Kepler-62 f o Kepler-442 b; el interesante mundo K2-3 d. De entre todos los misterios quizá el mayor sea la enigmática estrella KIC-8462852.
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El "Hall Of Fame" de la NASA con los planetas detectados por Kepler cuya habitabilidad es más prometedora. Actualizado a Enero de 2015.
(Fuente: NASA) |
Si el viaje de Magallanes dejó claro el papel del ser humano en el globo terrestre, quizá de todos los descubrimientos del Kepler el más importante es darnos una idea de la frecuencia de los planetas en la Vía Láctea. Unos resultados realmente impresionantes, que han transformado nuestra visión de los planetas de la galaxia.
Resumiendo, Bill Borucki es un físico que ha desarrollado un telescopio que ha permitido detectar más de 2.000 planetas fuera del Sistema Solar, alguno de ellos templados y razonablemente terrestres. Además, los estudios estadísticos que se derivan de los datos Kepler han permitido comprender que los planetas de tamaño terrestre son cuerpos comunes en nuestra galaxia y que el Sistema Solar es un sistema planetario no demasiado común.
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Me gusta esta foto. Obama felicita a Bill Borucki durante una recepción en el Ala Oeste de la Casa Blanca.
(Fuente: NASA; Crédito: Pete Souza) |
1984. The photometric method of detecting other planetary systems.
William J. Borucki, Audrey L. Summers. ICARUS.
Artículo de la NASA sobre Bill Borucki con motivo de su jubilación.
