Plato, la misión de caza de planetas de próxima generación de la ESA, ha recibido luz verde para continuar con su desarrollo después de que la revisión de hitos críticos concluyera con éxito el mes de enero de 2022.
En el examen se verificó la madurez del segmento espacial completo (plataforma de la nave espacial y módulo de carga útil), lo que confirmó la solidez de las interfaces entre la nave espacial y la carga útil, el calendario de carga útil, prestando especial atención a la producción en serie de las 26 cámaras, y la solidez del calendario de la nave espacial. Platón utilizará las 26 cámaras para descubrir y caracterizar exoplanetas que orbitan estrellas similares a nuestro Sol.
Módulo de carga útil Plato en integración en la sala blanca de OHB System AG. Crédito: ESA
La revisión del hito crítico se estableció específicamente para Plato en el momento de la adopción de la misión debido a los riesgos de desarrollo asociados con la producción en serie de las cámaras. La revisión se llevó a cabo durante el período comprendido entre julio y diciembre de 2021. Los equipos de revisión consistieron en más de 100 personas de la ESA divididas en dos paneles (uno para la nave espacial y otro para la carga útil) que presentaron sus hallazgos a la junta.
La reunión de la junta de revisión se celebró el 11 de enero de 2022. Casi todos los aspectos de la producción, el montaje y las pruebas de las cámaras se han ejercido con éxito con las pruebas de modelos estructurales, de ingeniería y de calificación de las unidades de cámaras realizadas en varias instalaciones europeas. Las propiedades termoelásticas del banco óptico, que alberga las cámaras, se verificaron con una novedosa técnica de prueba desarrollada por el contratista principal de la nave espacial, OHB System AG.
Banco óptico Plato que entra en el Simulador de Gran Espacio (ESTEC) para la prueba de deformación termoelástica (TED). Crédito: ESA
Con el logro de este hito, puede comenzar la segunda fase del contrato industrial, liderado por OHB System AG como contratista principal con Thales Alenia Space en Francia y RUAG Space System Suiza como parte del equipo central.
El suministro de la carga útil de Plato es responsabilidad de la Agencia Espacial Europea en colaboración con un consorcio europeo de institutos e industria, el Consorcio de Misión Plato (PMC) de acuerdo con el Acuerdo Multilateral (MLA) establecido con la Agencia.
Nuevas y futuras misiones de exoplanetas de la ESA. Crédito: ESA
El próximo hito importante para Platón es la revisión crítica del diseño de la nave espacial en 2023, que verificará el diseño detallado de la nave espacial completa antes de proceder con su ensamblaje.
“Plato continúa una tradición europea de excelencia en todas las áreas de la ciencia espacial”, dijo Filippo Marliani, gerente de proyectos de Plato en la ESA. “La misión servirá a la comunidad científica para reunir un conocimiento invaluable de los planetas en nuestra galaxia, más allá de nuestro propio sistema solar. La finalización exitosa del hito crítico y el inicio formal de la segunda fase de esta misión extraordinaria constituyen un importante impulso de energía positiva para los próximos desafíos que se abordarán con nuestros socios industriales, institucionales y académicos”.
Después del lanzamiento, actualmente planeado para fines de 2026, Plato viajará al punto 2 de Lagrange en el espacio, a 1,5 millones de kilómetros más allá de la Tierra en la dirección lejos del Sol. Desde este punto, el telescopio observará más de 200 000 estrellas durante su funcionamiento nominal de cuatro años, buscando caídas regulares en su luz causadas por el tránsito de un planeta a través del disco de la estrella. El análisis de estos tránsitos y de las variaciones de luz estelar permitirá determinar con precisión las propiedades de los exoplanetas y sus estrellas anfitrionas.
La nave espacial
PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) es la tercera misión de clase media del programa Cosmic Vision de la ESA. Su objetivo es encontrar y estudiar un gran número de sistemas planetarios extrasolares, con énfasis en las propiedades de los planetas terrestres en la zona habitable alrededor de estrellas similares al sol. PLATO también ha sido diseñado para investigar la actividad sísmica en las estrellas, lo que permite la caracterización precisa de la estrella anfitriona del planeta, incluida su edad.
Animación de la nave espacial PLATO de la ESA, mostrando diferentes elementos como la carga útil de 26 cámaras, el parasol y los paneles solares. Crédito: ESA
La nave espacial PLATO es un sistema estabilizado de 3 ejes con una masa de lanzamiento de 2500 kg, incluidos los consumibles, un tamaño de aproximadamente 3,4 m (x) × 3,3 m (y) × 3,8 m (z) en configuración estibada, y una envergadura desplegada de aproximadamente 9 m. Está diseñado para cumplir con los requisitos específicos de la misión principal:
Acomode una gran carga útil de 26 cámaras y protéjala de la exposición al sol
Operar hasta 8,5 años en el segundo punto de Lagrange, L2 (duración nominal de la misión 4,5 años)
Proporcionar un apuntamiento estable para observaciones de larga duración
Transmitir una gran cantidad de datos científicos a la Tierra
Para lograr esto, la nave espacial consta de dos módulos principales: el Módulo de Carga Útil y el Módulo de Servicio.
La nave espacial PLATO y sus dos módulos principales. Crédito: ESA/ATG medialab
El módulo de carga útil, que acomoda las cámaras, se desacopla mecánicamente del resto de la nave espacial por medio de una estructura de armadura con juntas flexibles (esto garantiza un soporte cuasi-isostático necesario para mantener el apuntamiento requerido). El módulo está hecho principalmente de fibra de carbono para aumentar la rigidez y reducir las deformaciones termoelásticas. Incluye un panel de radiador (hecho de aluminio) donde se alojan todas las unidades electrónicas de carga útil.
El módulo de servicio contiene todos los sistemas necesarios para operar la nave espacial en la órbita designada. Incluye:
un protector solar para proteger las cámaras del Sol, que también lleva los paneles solares (tres paneles montados en el cuerpo de la nave espacial y cuatro paneles desplegables en dos alas) necesarios para proporcionar energía (3000 W) al satélite;un sistema de propulsión (un sistema monopropelente de purga) necesario para alcanzar y mantener la órbita;
un sistema de control de actitud basado en ruedas de reacción, propulsores, giroscopios, sensores solares y rastreadores de estrellas necesarios para controlar la puntería;
un sistema de comunicación en banda X (para el control del satélite) y banda K (para la transferencia de datos científicos a alta velocidad de datos, hasta 72 Mbps) con una antena de alta ganancia orientable y tres antenas de baja ganancia (dos de ellas fijas y una orientable);
un sistema de control térmico basado en calentadores, radiadores y aislamiento multicapa (MLI) para proporcionar las temperaturas requeridas a todas las unidades;
un sistema de control y gestión de datos para supervisar el funcionamiento del satélite, recibir comandos y controlar todas las funciones autónomas, incluida la gestión de posibles anomalías.
Diagrama de explosión de la nave espacial PLATO. Crédito: ESA/ATG medialab
Todas las unidades electrónicas se acomodan en el panel inferior que actúa como radiador. La estructura, basada en un tubo central de fibra de carbono y paneles de cizallamiento, proporciona la interfaz al lanzador, así como una base rígida para el módulo de carga útil.
Desde un punto de vista técnico, los principales desafíos están relacionados con el control térmico muy preciso requerido por las cámaras para proporcionar mediciones fotométricas de alta calidad, así como con el control de las deformaciones elásticas térmicas del módulo de carga útil. Este último asegura la estabilidad de apuntamiento de las cámaras, la minimización de los efectos de luz extraviada y un robusto sistema de gestión de fallas, que a su vez se asegura de que las cámaras nunca estén expuestas al sol, ya que esto las dañaría permanentemente y llevaría la misión a un final prematuro.
Tamaño de la nave espacial PLATO. Crédito: OHB System AG
La nave espacial está diseñada y construida por un grupo de empresas europeas lideradas por el plato Core Team (OHB, ThalesAlenia y RUAG).