Un equipo internacional de científicos, liderado por la Universidad de Cambridge, utilizará la cara oculta de la Luna como un “escudo” para que el satélite, llamado CosmoCube, pueda bloquear todo el ruido procedente de la Tierra y escuchar un tenue susurro del universo primitivo.
Este susurro, conocido como la línea de 21 centímetros, es una señal emitida por átomos de hidrógeno en el período comprendido entre el resplandor remanente del Big Bang y el Amanecer Cósmico, cuando la fusión nuclear iluminó las primeras estrellas. Nadie había observado directamente esta era hasta ahora.
Detectar esta señal de hace más de 13.500 millones de años es extremadamente difícil con telescopios terrestres, ya que la ionosfera de la Tierra bloquea las frecuencias adecuadas y la interferencia de la radio FM, los satélites y las telecomunicaciones la enmascara.
Sin embargo, la Luna proporciona un escudo natural. Mientras CosmoCube orbita la cara oculta de la Luna, estará protegido del ruido de la Tierra durante aproximadamente 40 minutos de cada órbita de dos horas. A lo largo de una misión prevista de dos años, acumulará 1000 horas de datos sobre uno de los últimos periodos inexplorados del universo, lo que nos ayudará a comprender cómo el universo pasó de ser oscuro y casi vacío a la complejidad que observamos hoy.
La misión ha recibido financiación de la Agencia Espacial del Reino Unido, y los investigadores esperan que CosmoCube pueda lanzarse en los próximos cinco años. Los detalles se publican en la revista Nature Astronomy .
Además de explorar el universo en el período anterior a la formación de las primeras estrellas, CosmoCube también explorará el papel de la materia oscura, la misteriosa fuerza que mantiene unidas a las galaxias.
“Esta emisión de hidrógeno posterior al Big Bang, pero anterior a las primeras estrellas, nos permitirá, con suerte, comprender el papel de la materia oscura en el universo primitivo, cómo contribuyó a la formación del hidrógeno para crear las primeras estrellas y galaxias”, declaró el autor principal, el profesor Eloy de Lera Acedo, del Laboratorio Cavendish de Cambridge.
Para estudiar este período, CosmoCube operará a frecuencias extremadamente bajas, entre 10 y 50 MHz, muy por encima del alcance de los telescopios terrestres, razón por la cual la Luna se utilizará como la “fortaleza de la soledad” de CosmoCube.
«No existe otro lugar donde se pueda obtener el tipo de blindaje necesario para detectar una señal tan débil, al tiempo que se observa todo el espacio», afirmó de Lera Acedo, también miembro del Instituto Kavli de Cosmología. «La cara oculta de la Luna es realmente la única opción: resuelve múltiples problemas a la vez, abriendo una ventana clara al universo primitivo».
Una vez en órbita alrededor de la Luna, CosmoCube desplegará una antena de radio larga y ligera, lo suficientemente sensible como para detectar la señal de 21 centímetros de los átomos de hidrógeno en el universo primitivo cuando el satélite se encuentre en la cara oculta de la Luna.
Durante su órbita lunar, CosmoCube comprobará y corregirá constantemente sus propios sistemas electrónicos mediante un calibrador conmutado por Dicke, que alternará entre el cielo y varias fuentes de referencia integradas. Esto ayudará a eliminar pequeñas desviaciones y ruido dentro del satélite que, de otro modo, podrían confundirse con señales cósmicas.
Una vez que los datos de CosmoCube regresen a la Tierra, el equipo utilizará métodos estadísticos bayesianos avanzados para eliminar el ruido de fondo, principalmente las emisiones de radio de nuestra propia galaxia. También reconstruirán cómo responde la antena a diferentes partes del cielo mediante simulaciones por computadora y mediciones en vuelo, lo que les permitirá restar cualquier distorsión restante.
“Más allá de la ciencia, lo que hace que nuestra misión sea única es su tamaño: estamos explorando las partes más antiguas y profundas de la Edad Media a las que otros no llegan, pero con una plataforma compacta y de coste relativamente bajo”, dijo de Lera Acedo.
Sin embargo, es posible que la cara oculta de la Luna no permanezca tranquila por mucho tiempo: Estados Unidos, India y otros países están planeando otras misiones para aprovechar el silencio lunar.
CosmoCube incorpora un radiómetro miniatura totalmente integrado de última generación, que utiliza la tecnología analógica y digital más avanzada, los denominados sistemas de radiofrecuencia en chip (RFSoC). La plataforma espacial CosmoCube (SSTL-21) está siendo desarrollada en el Reino Unido por Surrey Space Technology Limited (SSTL), empresa especializada en la fabricación de pequeños satélites. El desarrollo del instrumento está muy avanzado, con prototipos de laboratorio funcionales, pruebas ambientales y una colaboración clave con socios industriales. En el Reino Unido, los socios académicos incluyen la Universidad de Portsmouth y STFC RAL Space, y participan países de la UE como Malta. El equipo de CosmoCube participó recientemente en la convocatoria de ideas para misiones mini-Fast de la ESA, con el objetivo de lograr un coste de misión inferior a 50 millones de euros.
“CosmoCube pretende realizar investigaciones científicas ambiciosas desde un satélite muy pequeño en un entorno complejo, y para ello se requieren técnicas de diseño ingeniosas”, afirmó el Dr. Will Grainger, coautor del proyecto y miembro de STFC RAL Space. “Hemos colaborado con los socios del proyecto para desarrollar modelos representativos del satélite y su carga útil. Estos se han probado en nuestras instalaciones para garantizar que su rendimiento térmico permita que la carga útil funcione y realice las mediciones precisas necesarias bajo las diferentes temperaturas que experimentará en órbita alrededor de la Luna. En el futuro, esperamos seguir desarrollando la carga útil completa como preparación para una misión completa”.
“Esto podría ser un verdadero caso de éxito para el Reino Unido: el hardware, el software, la implementación y la tecnología se están desarrollando aquí, y podría ayudarnos a responder una de las preguntas más profundas del universo”, dijo de Lera Acedo.
Este trabajo fue financiado en parte por la Agencia Espacial del Reino Unido, la Fundación Kavli y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC), que forma parte de UK Research and Innovation (UKRI). Eloy de Lera Acedo es miembro del Selwyn College de Cambridge.
Referencia:
Eloy de Lera Acedo et al. « La misión lunar CosmoCube para explorar la Edad Oscura y el amanecer cósmico mediante cosmología de 21 cm ». Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02946-y
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Fuente: Universidad de Cambridge
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