20/04/2011 - La física de partículas se pone en órbita para captar rayos cósmicos

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Un gran detector de rayos cósmicos, el AMS, heredero directo de los instrumentos que los físicos de partículas y los ingenieros construyen para los experimentos de los grandes aceleradores, debe llegar dentro de unos días a la Estación Espacial Internacional (ISS). Culmina así el desarrollo azaroso, con varios años de retrasos, cancelaciones y problemas técnicos, de este ambicioso proyecto internacional, que cuenta con una notable participación española. El lanzamiento desde el Centro Espacial Kennedy (Florida), a bordo del transbordador Endeavour en su última misión, está previsto para el próximo día 29.

El aparato, de seis toneladas y media, se lanza en el 'Endeavour'

El AMS (siglas en inglés de Espectrómetro Magnético Alpha) es un aparato de seis toneladas y media que, instalado en el exterior de la ISS, registrará la radiación cósmica, en concreto las partículas y núcleos atómicos cargados eléctricamente. Su líder es el premio Nobel Samuel Ting junto con Burton Richter, ambos con una larga trayectoria en la física de partículas. Ting es del Massachusetts Institute of Technology (MIT) aunque pasa casi todo su tiempo en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra), donde ha trabajado desde hace años y donde se ha integrado el AMS; Richter pertenece al Stanford Linear Accelerator Center (California).

También la participación española se ha articulado en torno al Departamento de Investigación Básica del Ciemat, que dirige Manuel Aguilar, muy volcado en la física de partículas y en el CERN. En total colaboran en este proyecto unos 600 científicos, ingenieros y técnicos de 60 instituciones de 16 países, destacando las aportaciones del Instituto de Astrofísica de Canarias y de varias empresas en España, en especial EADS-Crisa.

El detector "medirá la composición y los flujos de los rayos cósmicos, esencialmente núcleos de átomos (sobre todo protones) que penetran en la atmósfera de la Tierra con una frecuencia de unas mil partículas por segundo y por metro cuadrado, tras viajar a través del universo durante millones de años", explican los físicos del Ciemat. Al estar en órbita, a más de 300 kilómetros de altura, el AMS podrá detectar esos rayos cósmicos antes de que colisionen con la atmósfera terrestre, enmascarándose sus propiedades. Uno de los objetivos originales más atractivos del detector consistiría en buscar el rastro de la antimateria y sus responsables señalan que reconocería un antinúcleo entre millones de núcleos de materia. El AMS buscará también señales de la enigmática materia oscura que supone el 23% del cosmos.

Además, el aparato servirá para tomar datos de la radiación a la que estarían expuestos los astronautas que hiciesen en el futuro viajes interplanetarios prolongados. El coste de materiales del AMS asciende a unos 250 millones de euros, de los que España aporta 11,5 millones.

El proyecto arrancó oficialmente en 1995 y dio los primeros pasos a buen ritmo, hasta el punto de que tres años después voló al espacio una primera versión reducida del detector, en el transbordador Discovery. Pero después empezó a sufrir las incertidumbres y los retrasos del programa tripulado de la NASA, que se agravaron con el accidente del Columbia en 2003.

El lanzamiento del AMS, que había contado con todo el apoyo inicial del entonces director de la NASA Daniel Goldin, llegó a estar suprimido del plan de la ISS cuando Michael Griffin estuvo al frente de la agencia espacial. El mismísimo Congreso estadounidense intervino en el conflicto entre Griffin y Ting, y obligó a la NASA a volver a poner el AMS en el calendario de los transbordadores.

El lanzamiento, inicialmente previsto para 2005, se fijó para el verano de 2010, pero entonces surgió un grave problema técnico en el corazón del detector, el avanzado imán superconductor, cuyo consumo de helio refrigerante era significativamente superior a lo previsto. Se tomó la decisión de sustituir ese gran imán por uno convencional, no superconductor, que voló en el prototipo de 1998, provocando un nuevo retraso para desmontar el AMS y hacer el cambio, las reestructuraciones y las pruebas pertinentes.

Los responsables del detector argumentaron que, al prolongarse la explotación prevista de la ISS, el imán convencional sustituiría perfectamente al superconductor -diseñado para funcionar tres años- al aumentar la acumulación de datos y que no se verían afectados los resultados esenciales, aunque reconocieron que se renunciaba a una parte interesante del experimento: el estudio de isótopos nucleares.

Este cambio de última hora provocó la alteración del calendario de las últimas misiones de los transbordadores y se fijó la partida del Endeavour con el AMS para finales de 2010, que luego pasó a ser en febrero de 2011 y que finalmente se ha fijado para el próximo 29 de abril, con oportunidad de lanzamiento hasta el 3 de mayo. Será la última misión del Endeavour, y luego solo quedará un vuelo más de un transbordador, el Atlantis, que llevará a la ISS repuestos y suministros el próximo junio.

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