Cheops, el satélite con sello español

El satélite Cheops, construido por Airbus Defence & Space en Barajas (Madrid) para la Agencia Espacial Europea (ESA), ya espera en el interior del Soyuz para su lanzamiento en 24 horas. Airbus se encargará de las operaciones de la fase de lanzamiento y de órbita temprana del satélite, así como de su puesta en servicio en órbita, tras lo cual será entregado el ingenio espacial a la ESA.

Cheops es una misión de seguimiento para el estudio de exoplanetas, que observará estrellas brillantes que ya son conocidas por albergar planetas, midiendo cambios de brillo minúsculos debido al tránsito del planeta a través del disco de la estrella.

El satélite será la primera misión dedicada a estudiar tránsitos exoplanetarios mediante fotometría de muy alta precisión en estrellas brillantes con planetas conocidos.

El papel de España en Cheops

España ha jugado y juega un papel muy importante en esta misión. Airbus Defence & Space España ganó un concurso abierto que lanzó la ESA. Se trata de la primera vez que España gana un concurso abierto y, por lo tanto, construye al 100% un sistema de la ESA.

Por otro lado, España no sólo se ha encargado de integrar en las instalaciones de Airbus en Barajas a Cheops, sino que las instalaciones del INTA, en Torrejón de Ardoz, se encargarán de controlar al sistema una vez esté en órbita.

El segmento de tierra de la misión Cheops está formado por el Centro de Operaciones de Misión (MOC), liderado por GMV, y el Centro de Operaciones de Ciencia (SOC), liderado por la Universidad de Ginebra.

En lo relativo al MOC, GMV es responsable de la completa integración del centro de control, lo que incluye el desarrollo e integración del Sistema de Dinámica de Vuelo (FDS), el Sistema de Control de Misión (MCS) y el Simulador Operacional del Satélite (Scsim), así como la integración de estos elementos con la infraestructura del segmento terreno incluidas las estaciones terrestres, situadas en Torrejón y Villafranca, proporcionadas por el INTA.

¿Qué caracteriza a Cheops?

Cheops es un satélite pequeño, con una masa total al lanzamiento de unos 280 kilogramos (carburante incluido). El principal contratista de la nave es Airbus Defence & Space España. Su diseño se basa en la plataforma AS-250, desarrollada por la empresa para misiones pequeñas y medianas en órbita baja terrestre.

El cazador de exoplanetas cuenta con un único instrumento: un fotómetro con un solo dispositivo de acoplamiento de carga (CCD) que operará en la parte visible del infrarrojo cercano del espectro, es decir, en el plano focal de un telescopio Ritchey-Chrétien en eje de 32 centímetros de diámetro. Todos los requisitos de la plataforma están al servicio de la funcionalidad de la carga útil y su gran precisión fotométrica. Las principales implicaciones para la plataforma tienen que ver con las capacidades de apuntamiento y el entorno térmico para la carga útil.

El instrumento y el telescopio se montan sobre la plataforma mediante soportes isostáticos, por lo que están desacoplados térmicamente del resto de la nave. Un parasol montado en la plataforma protege de la luz solar el radiador del plano focal y la carcasa del detector; además, transporta los paneles solares del subsistema de alimentación. El satélite mide 1,5 metro de alto y tiene una superficie hexagonal máxima de 1,6 metros.

La nave está estabilizada sobre tres ejes, con una estabilidad de apuntamiento superior a ocho arcosegundos y un nivel de confianza del 95% para una observación científica de 48 horas. La carga útil ofrecerá datos de centroide desde la estrella objetivo hasta el sistema de control de actitud y órbita de la plataforma, para permitir la compensación de errores de apuntamiento de baja frecuencia.

Durante cada órbita, la nave rotará lentamente alrededor de la línea de visión del telescopio para mantener el radiador del plano focal orientado hacia el espacio frío, permitiendo así la refrigeración pasiva del detector.

Objetivos del cazador de exoplanetas

El principal objetivo científico de la misión Cheops será estudiar la estructura de exoplanetas más pequeños que Saturno que orbitan estrellas brillantes, con periodos de rotación inferiores a 50 días. Gracias a la medición precisa de masas y radios de una muestra de planetas sin precedentes, Cheops definirá nuevas condiciones para la estructura y, en consecuencia, para la formación y la evolución de planetas en el rango de masas subsaturniano.

Las funciones de Cheops serán determinar la relación masa-radio en el rango de masas planetarias de 1 a 20 masas terrestres con una precisión inédita. En particular, Cheops será capaz de medir radios con una precisión del 10%. Al centrarse en estrellas situadas en cualquier punto de firmamento con un brillo suficiente para permitir el seguimiento preciso de su velocidad radial, Cheops no sufrirá las limitaciones relativas a la masa planetaria asociadas a estrellas más tenues. La misión proporcionará una muestra considerable y única de planetas pequeños con radios correctamente medidos, lo que facilitará el cálculo de sus densidades aparentes, algo necesario para poner a prueba las teorías de formación y evolución planetaria.

Cheops detectará planetas con atmósferas significativas en un rango de masas, distancias a sus estrellas anfitrionas y parámetros estelares. Empleando observaciones de una muestra de planetas con y sin envoltorios gaseosos significativos, Cheops será capaz de establecer límites para la masa nuclear crítica o la pérdida de las atmósferas H/He primigenias, en función de la distancia a la estrella y otros posibles parámetros estelares (como la masa y la metalicidad).

Por otro lado, el sistema establecerá límites en las trayectorias de migración planetaria. En particular, Cheops acotará las posibles trayectorias de migración planetaria seguidas durante la formación y evolución de los planetas para los que no se pueda distinguir una presencia clara de envoltorio gaseoso masivo.

Cheops también dispondrá de un 20% de tiempo abierto a la comunidad, que se asignará a través de un proceso competitivo de revisión científica.

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