La misión Gaia de la ESA ha sido nuestra elección para hacer un nuevo modelo 3D a escala.
Dentro del programa ESA Horizon 2000, Gaia fue lanzado el pasado 19 de diciembre de 2013 por Arianespace, utilizando un cohete Soyuz ST-B. El lanzamiento se hizo desde la Guayana Francesa hacia una órbita de Lissajous en el punto Tierra-Sol L2. Gaia es el sucesor del satélite Hipparcos y continuará con sus objetivos astrométricos. Durante su misión de cinco años, Gaia observará más de mil millones de estrellas hasta una magnitud de 20 y observará unas 70 veces cada una, proporcionando con una precisión sin precedentes los siguientes parámetros:
- Temperatura: (Debido a que las estrellas se comportan como cuerpos negros), el color de una estrella (o la longitud de onda en su pico de luminosidad) está relacionado con su temperatura, por lo que podemos inferir su temperatura a partir de las observaciones.
- Composición: La metalicidad de una estrella y algunas otras abundancias químicas pueden obtenerse examinando las líneas de sus espectros, por lo que podemos obtener esos parámetros con un espectrómetro.
- Magnitud / Luminosidad Aparente / Magnitud Aparente, esto es, cuán brillante parece ser la estrella desde nuestra posición en la galaxia. (Estrellas distantes brillantes pueden parecer más débiles que estrellas débiles más cercanas a nosotros.) Para medir la magnitud de un objeto, usamos un fotómetro.
- Luminosidad / Brillo Absoluto / Brillo Intrínseco / Magnitud absoluta, esto es, como de brillante es en realidad la estrella, la cantidad real de radiación que emite. Para medir la luminosidad necesitamos no solo un fotómetro sino también el valor de nuestra distancia a las estrellas.
- Paralaje, esto es, la diferencia en la posición aparente de un objeto visto desde dos líneas de visión diferentes medida por el semiángulo de inclinación entre esas dos líneas. En otras palabras, considerando un fondo estático distante, las estrellas parecen estar en diferentes posiciones dependiendo de desde dónde estemos mirando, esta diferencia se mide con un ángulo llamado paralaje. Si medimos esta diferencia, podemos inferir nuestra distancia a la estrella. Esa es una de las razones por las que Gaia observa cada estrella varias veces (desde diferentes posiciones).
- Posición: como Gaia sabe hacia dónde apuntan sus telescopios, la posición de las estrellas en el cielo se conoce desde el instante en que se detectan. La posición en el cielo junto con la distancia obtenida de paralaje da la ubicación 3D de la estrella.
- Velocidad de rotación / Velocidad radial. Al igual que los planetas y las lunas, las estrellas también rotan. Podemos medir la velocidad de rotación de una estrella comprobando el efecto Doppler diferencial entre el lado de la estrella que gira hacia nosotros y el lado que gira alejándose de nosotros. De nuevo, necesitamos un espectrómetro para verificar el efecto Doppler diferencial en los espectros de la estrella.
- Movimiento Porpio, es decir, el cambio de la posición de la estrella en el cielo a lo largo del tiempo debido a un movimiento real de la estrella a través del espacio. Esta es otra razón por la que Gaia observa cada estrella varias veces, verificando su posición cada vez.
- Velocidad radial, es decir, la velocidad a la que las estrellas se alejan o acercan hacia nosotros. Esta puede medirse verificando el efecto Doppler con un espectrómetro. Junto con el movimiento propio, dan el movimiento 3D de la estrella a través del espacio.In other words, Gaia will create a 3D dynamic map with information from over one billion stars that surround us.
Además, se espera que Gaia descubra miles de cuásares y exoplanetas más allá de nuestro Sistema Solar y miles de asteroides y cometas dentro de él. Para lograr el desafío de las mil millones de estrellas, Gaia esta equipada con los mejores instrumentos científicos disponibles. Además, el Módulo de servicio mecánico utiliza también las últimas tecnologías. Estos son algunos de los componentes de Gaia, todos ellos incluidos en nuestro modelo a escala 3D:
- Protector Solar: El protector solar es la estructura con forma de CD, siempre está apuntando al Sol, la Tierra y la Luna, para evitar que su luz llegue a los CCD.
- Paneles solares: Se encuentran ubicados en el protector solar, en la cara que da al Sol, y proporcionan más de 1,5 kW a Gaia.
- Antena: en el centro del parasol, una antena envía datos ocho horas al día a aproximadamente 5Mbit / s.
- Tienda Térmica: La estructura cilíndrica que cubre la estructura principal de Gaia.
- Dos telescopios: Dos telescopios de 0,7 metros cuadrados que llevan la luz de las estrellas por 10 espejos hasta el plano focal.
- 106 cámaras: 106 sensores CCD están ubicados en el plano focal. En total, hay casi mil millones de píxeles que adquieren datos de más de mil millones de estrellas. Estos CCD en realidad corresponden a tres instrumentos diferentes:
- ASTRO (instrumento astrométrico): estos CCD medirán el paralaje, el movimiento propio, y la posición.
- BP / RP (fotómetro azul / fotómetro rojo): el instrumento fotométrico formado por dos fotómetros obtendrá un espectro de 320-1000 nm. Además de los CCD, consta de dos prismas para obtener los espectros.
- RVS (Espectrómetro de velocidad radial): obtendrá un espectro de banda estrecha de 847-874 nm para medir la velocidad radial. Además de los CCD, cuenta con una rejilla de difracción y óptica adicional para obtener los espectros.
Todos estos componentes y muchos otros detalles están incluidos en nuestro modelo de Gaia, que, como siempre, ha sido diseñado desde cero para asegurar la máxima precisión y total compatibilidad con las técnicas de impresión 3D.
Imagen de Portada © ESA