La cara oculta de la Luna podría convertirse en uno de los lugares más valiosos para estudiar el universo primitivo. No porque allí exista algún telescopio gigantesco, sino precisamente porque ofrece algo casi imposible de conseguir desde la Tierra: silencio radioeléctrico.
Ese es el principio detrás de CosmoCube, un pequeño satélite británico que podría orbitar la Luna durante los próximos cinco años con un objetivo muy concreto: intentar detectar una débil señal de hidrógeno procedente de una época situada entre el resplandor dejado por el Big Bang y el nacimiento de las primeras estrellas.
La misión pretende acumular alrededor de 1.000 horas de observaciones durante dos años. Cada órbita lunar duraría unas dos horas y, durante aproximadamente 40 minutos, CosmoCube quedaría completamente oculto detrás de la Luna respecto a la Tierra, protegido de gran parte de las interferencias generadas por nuestras telecomunicaciones.
La señal que busca nació antes que las primeras estrellas
CosmoCube intentará detectar la conocida línea de 21 centímetros, una señal relacionada con el hidrógeno neutro que llenaba el universo durante una etapa extremadamente remota de su historia.
Ese periodo comenzó después de que el cosmos se enfriara tras el Big Bang, pero antes de que la gravedad reuniera suficiente materia como para encender las primeras estrellas. Durante aproximadamente 150 millones de años, el universo permaneció prácticamente oscuro.
Observar directamente esa etapa permitiría investigar cómo estaba distribuida la materia y qué papel pudo desempeñar la materia oscura en la formación de las primeras estructuras cósmicas.
El problema es que la señal es extraordinariamente débil. Además, las frecuencias que interesan a los investigadores, situadas aproximadamente entre 10 y 50 MHz, son muy difíciles de estudiar desde la superficie terrestre porque la ionosfera altera o bloquea parte de ellas y las emisiones de radio, satélites y telecomunicaciones generan un ruido mucho más intenso.
La Luna puede funcionar como un gigantesco escudo
Cuando CosmoCube pase por detrás de la Luna, el propio satélite natural quedará entre la nave y nuestro planeta. Durante esos minutos, la masa lunar actuará como una enorme barrera frente a buena parte del ruido radioeléctrico terrestre.
Por eso los investigadores consideran que la cara oculta lunar ofrece un entorno prácticamente único para este tipo de astronomía.
Una vez allí, el satélite desplegará una antena de radio larga y ligera capaz de registrar las frecuencias buscadas mientras permanece protegido de la Tierra.
Sin embargo, detectar una señal tan pequeña exigirá algo más que encontrar silencio exterior. Los propios componentes electrónicos de CosmoCube también producirán ruido, por lo que el instrumento incorporará sistemas de calibración destinados a distinguir una verdadera señal cósmica de pequeñas variaciones generadas dentro del satélite.
El desafío será encontrar una señal enterrada bajo muchísimo ruido
Cuando las mediciones regresen a la Tierra, los investigadores deberán separar la señal de hidrógeno de otras emisiones mucho más intensas, especialmente las procedentes de nuestra propia Vía Láctea.
Para conseguirlo utilizarán simulaciones, modelos de la antena y métodos estadísticos bayesianos capaces de comparar diferentes explicaciones para los datos obtenidos.
La misión combinará así una plataforma relativamente pequeña con un objetivo científico enorme: estudiar una época del universo que los telescopios actuales prácticamente no pueden observar directamente.
CosmoCube utilizará una plataforma denominada SSTL-21, desarrollada en Reino Unido, y el equipo pretende mantener el coste total de la misión por debajo de unos 50 millones de euros.
Hay una carrera por aprovechar el silencio de la cara oculta
El proyecto tiene además cierto sentido de urgencia. La cara oculta de la Luna es uno de los entornos radioeléctricos más silenciosos disponibles cerca de la Tierra, pero diferentes países preparan misiones lunares que podrían aumentar progresivamente las emisiones artificiales en esa región.
Por eso varios equipos científicos quieren aprovechar esta ventana antes de que el entorno cambie.
Si CosmoCube consigue detectar la señal que busca, un satélite relativamente pequeño podría proporcionar información sobre los primeros cientos de millones de años del universo, mucho antes de que existieran estrellas, galaxias o planetas.
En otras palabras, para entender cómo comenzó a iluminarse el cosmos, los científicos quieren primero viajar hasta uno de los lugares más silenciosos que tenemos cerca: la sombra radioeléctrica de la Luna.
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