Cuando fallan los mejores telescopios, la NASA teme quedarse sin ojos para el espacio

Los grandes observatorios de los Estados Unidos –los telescopios espaciales Hubble, Chandra, Compton y Spitzer— se han asomado a lo desconocido y han hecho descubrimientos revolucionarios sobre las estrellas recién nacidas, la materia oscura y la edad del universo.

Pero estos telescopios, cuya era comenzó en 1990, están envejeciendo, si no están muertos. Y no hay presupuesto ni voluntad política para reemplazarlos. Esta triste realidad se puso de manifiesto hace unos días cuando dos fueron intervenidos a raíz de problemas técnicos, entre ellos el  Hubble, que temporalmente detuvo su operación.

Reducir los presupuestos y retrasar los proyectos significa que los astrónomos perderán un vistazo clave al cielo antes de que la NASA pueda lanzar nuevos telescopios. Hará que algunas investigaciones sean imposibles de realizar.

"Comenzamos a preocuparnos", afirmó el astrofísico Matt Mountain, presidente de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, que opera el telescopio Hubble en nombre de la NASA. "Nos enfrentamos a una perspectiva muy desalentadora como comunidad", agregó. "Algunos campos simplemente no tendrán un telescopio. Y la ciencia no lo hará posible de ninguna otra manera".

Algunas de las preguntas importantes de la ciencia —como qué es la energía oscura o si existe la vida más allá del sistema solar—, solo se pueden responder por medio de los grandes Observatorios que trabajan en sectores particulares del espectro de luz.

Invertir en la búsqueda de la respuesta a estas preguntas "es una elección para el país", dijo Paul Hertz, director de la división de astrofísica de la NASA. "Las misiones que hagamos se verán influidas por las prioridades de la comunidad, así como por las opciones de financiamiento que haga el sistema político".

Cuando se lo concibió, en los años '70s y '80s, se dio prioridad al programa de los grandes observatorios, cuatro misiones de telescopios para cubrir todo el espectro de luz en el espacio que se lanzaron entre 1990 y 2003. El observatorio de rayos gamma Compton captura las explosiones más energéticas del universo. El telescopio espacial Spitzer busca radiación infrarroja de exoplanetas y estrellas recién nacidas. El observatorio de rayos X Chandra explora las profundidades de los agujeros negros y la prueba descubierta de materia y energía oscura.

El telescopio espacial Hubble fue la joya de la corona del programa: su enorme plato para recoger luz en las longitudes de onda ultravioleta y visible ayudaron a determinar la edad del universo. También reveló agujeros negros en los centros de las galaxias y fotografió los objetos más distantes que se había visto hasta entonces.

Los telescopios espaciales son difíciles de diseñar y caros de construir. Pero son necesarios para tener una visión clara del cosmos. Incluso en la noche la atmósfera de la Tierra distorsiona la luz del espacio y hace que las imágenes sean borrosas, mientras que otras señales, especialmente los rayos gamma, son imposibles de ver.

El uso conjunto aumenta aún más la potencia de estos telescopios. El año pasado, las observaciones de Hubble, Chandra, Fermi y docenas de otros telescopios permitieron a los astrónomos confirmar teorías sobre la física fundamental cuando observaron el choque de dos estrellas muertas.

Puede que no siempre tengan esa capacidad.

El telescopio Compton se perdió en 2001, cuando un problema con su giroscopio (soporte que permite que un telescopio gire y apunte a algo) obligó a la agencia espacial a aterrizarlo o arriesgarse a que cayera sin control desde el cielo.

Spitzer, que se ha estado alejando lentamente de la Tierra, terminará su misión cuando pierda el contacto el próximo año. Esa pérdida se esperaba, pero las dificultades con Hubble y Chandra fueron un golpe doble imprevisto.

Ninguno de los problemas de la nave es fatal, según la NASA. Chandra volvió a conectarse en línea pocos días después de que una falla en uno de sus giroscopios obligara al telescopio a operar en modo seguro. Se espera que el Hubble, que también sufrió otra dificultad en su giroscopio, regrese a las operaciones normales en unas pocas semanas. La NASA espera que ambos telescopios continúen funcionando hasta 2020.

Aún así, el breve roce con el olvido dio a los astrónomos un susto duradero.

"La gente se dio cuenta, repentinamente, de que el Hubble no va a vivir para siempre", comentó Tom Brown, jefe de la misión del Hubble en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. Chandra tiene 19 años. Hubble, 28.

Brown subrayó que los astrónomos han hecho sonar su teléfono "sin parar" en las últimas dos semanas. "Piensan en lo que pasará después".

El programa de astrofísica de USD 1.000 millones anuales de la NASA actualmente vuela ocho telescopios principales destinados a estudiar el espacio más allá del sistema solar. De estos, todos menos uno están en sus "misiones extendidas": los años de bonificación más allá del tiempo para el que se diseñó originalmente la nave.

El único observatorio espacial de la NASA en construcción es el telescopio espacial James Webb, cuyo plato con baños de oro está diseñado para recoger la radiación infrarroja de los objetos más antiguos del universo.

La NASA pretendía que el tiempo de la misión de Webb se superpusiera de manera significativa con el de Hubble. Pero el lanzamiento del gigante de USD 10.000 millones se ha retrasado repetidamente porque la agencia espacial debió ocuparse de problemas de diseño y costosos errores humanos. Este año, la NASA anunció que Webb no se lanzará hasta 2021, lo que acortará el tiempo de observación concertada.

El próximo gran proyecto de la NASA sería el telescopio de inspección de infrarrojos de campo amplio, también dirigido a longitudes de onda infrarrojas, que en 2010 se consideró la prioridad astrofísica de la Academia Nacional de Ciencias. Pero la financiación para el observatorio quedó en el aire después de que el presidente Donald Trump omitiera al telescopio de sus últimas solicitudes de presupuesto.

Las perspectivas para la investigación en otras partes del espectro de luz son, en el mejor de los casos, difusas. Cuando el Hubble falle, señaló Brown, no habrá telescopios visibles o ultravioleta a esa escala. Del mismo modo, la NASA no tiene observatorios de rayos X grandes listos para reemplazar a Chandra. Compton fue sucedido por el telescopio Fermi más pequeño, que tiene dos instrumentos en comparación con los cuatro de Compton. Fermi ya tiene 10 años y superó su misión original por cinco años.

A la astrofísica de rayos gamma Julie McInery, científica del proyecto para Fermi, le preocupa que incluso una brecha temporal en la cobertura del telescopio pueda tener repercusiones duraderas en su campo. "Debe tener un nivel mínimo de actividad en cualquier área del telescopio para mantener la experiencia en la comunidad", agregó.

Para evitar tales brechas, la NASA tendría que comenzar a desarrollar nuevas misiones. La mayoría de los telescopios espaciales requieren varias décadas desde su concepción hasta su lanzamiento.

Las agencias espaciales de otras naciones ya trabajan en tales programas. La Agencia Espacial Europea está desarrollando el Observatorio de Rayos X ATHENA para su lanzamiento en la década de 2030. China anunció en 2016 que construiría su propio telescopio óptico con un campo de visión 300 veces mayor que el del Hubble.

"Sus presupuestos están aumentando", apuntó Mountain.

El presupuesto de la NASA, en cambio no se ha equiparado a la inflación de los Estados Unidos, y la parte del gasto federal que se destina a la agencia se ha reducido a casi la mitad desde 1980. La agencia quedó bajo la lupa por los drásticos retrasos y costos extras del Webb, amargamente apodado "el telescopio que se comió la astronomía".

Hace seis meses la NASA anunció que reduciría el presupuesto de las cuatro propuestas que considera lanzar en la década de 2020. "Necesitamos asegurar que podamos lograr avances científicos y a la vez adherirnos a un presupuesto realista y ejecutable", comentó Hertz, el director de la división de astrofísica, a principios de este año.

Pero los grandes presupuestos son necesarios. "Va a ser difícil replicar las capacidades de los grandes observatorios sin gastar recursos equivalentes", apuntó Mountain. El costo acumulado del Hubble ha sido de alrededor USD 10.000 millones. Pero compró investigación ganadora del Premio Nobel sobre la expansión acelerada del universo, entre otros trabajados innovadores.

Hertz reconoció que la construcción de sucesores de los cuatros grandes observatorios requeriría una inversión mucho mayor del gobierno. "Hay algunas preguntas científicas que requieren observatorios extremadamente ambiciosos y no se pueden hacer a bajo costo", indicó.

Detectar vida fuera del sistema solar requiere un telescopio como Webb. Explicar la energía oscura y por qué la expansión del universo se está acelerando requiere un instrumento enorme y sensible como el de infrarrojos de campo amplio.

Hertz dijo que la NASA está tratando de aprovechar al máximo los recursos limitados. Durante la misión de servicio final al Hubble en 2009, los astronautas equiparon la nave con múltiples copias de seguridad de la mayoría del hardware esencial, agregando décadas a su vida. A sus 19 años, Chandra ha superado la duración de su misión original por más de una década. La falla del giroscopio fue el primer problema de este tipo que ha experimentado.

Los modestos "exploradores pequeños y medianos", que cuestan entre USD 120 millones y USD 200 millones, están en constante desarrollo. El satélite de exoplanetas en tránsito, un proyecto diseñado para buscar mundos desconocidos alrededor de estrellas cercanas, inició sus operaciones científicas a mediados de 2018.

Incluso sin un telescopio de rayos gamma en el horizonte, McInery dijo que era optimista. "Sí, nos estamos alejando de una edad de oro porque este conjunto de grandes observatorios desaparece", admitió. "Pero hay cosas nuevas que vienen a ocupar su lugar. Estamos en el umbral de una era completamente nueva".