ARRAKIHS

ARRAKIHS ( Análisis de Remanentes Resueltos de Galaxias Acrecionadas como Instrumento Clave para Estudios de Halos ) es una misión espacial de clase F de la Agencia Espacial Europea (ESA) , seleccionada como la segunda misión rápida (F2) dentro del programa Cosmic Vision . La misión tiene como objetivo probar el modelo de Materia Oscura Fría Λ (ΛCDM) analizando las discrepancias entre las predicciones teóricas y las observaciones de estructuras a pequeña escala, como corrientes estelares de marea y galaxias satélite enanas . ^{[ 1 ]} Está diseñada específicamente para explorar el Universo de baja luminosidad superficial, apuntando a las estructuras más débiles y difusas en galaxias a través de una muestra estadística de galaxias cercanas similares a la Vía Láctea . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Con un lanzamiento previsto para 2030, la misión está liderada por España, con importantes contribuciones de Suiza, Bélgica, Austria, Suecia, Noruega, Portugal y el Reino Unido. ^{[ 6 ]} Recibe su nombre del planeta Arrakis de la novela de ciencia ficción Dune . ^{[ 7 ]} El nombre es un acrónimo inverso de « Análisis de restos resueltos de galaxias acrecentadas como instrumento clave para estudios de halos ». ^{[ 8 ]}

Las tenues estructuras que la misión busca analizar incluyen el halo estelar difuso que rodea una galaxia, corrientes y envolturas estelares de marea, y otras características de muy bajo brillo, todas ellas difíciles de detectar con estudios astronómicos convencionales. En conjunto, estos tenues componentes galácticos conservan evidencia de eventos pasados ​​de acreción y fusión, proporcionando un registro fósil de la formación de galaxias. De este modo, ofrecen valiosas restricciones sobre los procesos de formación y ensamblaje de galaxias, así como sobre el papel de la materia oscura en la configuración de los halos galácticos, vinculando las propiedades observables de las galaxias con su estructura gravitacional subyacente.

ARRAKIHS investigará cómo se forman las galaxias y cómo la materia oscura y los procesos bariónicos dan forma a sus regiones exteriores mediante observaciones profundas en el visible y el infrarrojo cercano de una muestra estadísticamente representativa de galaxias cercanas con masa similar a la de la Vía Láctea. Al combinar una profundidad sin precedentes con observaciones homogéneas en una muestra extensa, la misión irá más allá del estudio de sistemas individuales y permitirá investigaciones a nivel poblacional sobre la formación de galaxias. El diseño y la estrategia de observación de ARRAKIHS están optimizados para lograr una sensibilidad sin precedentes a la débil emisión difusa, minimizando al mismo tiempo los efectos sistemáticos de la observación.

Al alcanzar límites de brillo superficial superiores a los logrados por los estudios de campo amplio existentes, ARRAKIHS revelará y caracterizará estructuras tenues que hasta ahora solo se habían estudiado en detalle en un pequeño número de galaxias cercanas. Al extender estos estudios más allá de nuestro Grupo Local , la misión situará a estas galaxias en un contexto galáctico más amplio, lo que ayudará a delimitar la historia de la acumulación de masa de galaxias similares a la Vía Láctea, mejorará nuestra comprensión de los procesos de formación de galaxias e investigará cómo se pueden utilizar las corrientes estelares para sondear las propiedades de los halos de materia oscura.

La carga útil principal de la misión ARRAKIHS es un sistema de telescopio binocular dual con un diseño Maksutov Cassegrain modificado , equipado con dos cámaras de longitud de onda visible y dos infrarrojas, optimizadas para la astronomía de baja luminosidad superficial. Desarrollado por la empresa aeroespacial española Satlantis, contratista principal del diseño y la fabricación del instrumento, el sistema está diseñado para detectar estructuras estelares extremadamente débiles que rodean a las galaxias con alta sensibilidad y precisión. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} El sistema de imágenes de campo amplio de la nave espacial tiene una cobertura de longitud de onda continua de 280 a 1600 nm en cuatro bandas fotométricas (VIS1 y VIS2 en el visible, y NIR1 y NIR2 en el infrarrojo cercano). ^{[ 12 ]}

El sistema de telescopio binocular incluye:

• Módulo de telescopio y cámara: Incluye conjuntos optomecánicos, deflectores de luz parásita, estructura del instrumento, conjuntos de plano focal con sensores CMOS visibles y detectores H2RG, y control térmico pasivo/activo. También incluye el conjunto deflector de luz parásita que rechaza la luz fuera del campo de visión, como la de las estrellas brillantes y el brillo de la Tierra.
• Caja de electrónica: Alberga las unidades de control y procesamiento de datos, los sistemas de regulación térmica y la distribución de energía.

Filtros:

• Filtros VIS que operan en longitudes de onda visibles (VIS1: 280-420 nm, VIS2: 381-863 nm), 2 detectores Te2v CIS304.
• Filtros NIR que operan en longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR1: 857-1255 nm, NIR2: 1168-1567 nm), 2 detectores Teledyne H2RG.

El telescopio se integrará en una pequeña plataforma satelital con una masa total de aproximadamente 600 kg. Operará en una órbita terrestre baja heliosíncrona (LEO) a una altitud de 800 km, para lo cual la nave espacial está diseñada con sistemas especializados de deflectores y control térmico para minimizar la luz parásita y el ruido térmico, asegurando así condiciones de observación estables. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

El Consorcio de la Misión ARRAKIHS (AMC) es una red colaborativa de científicos, ingenieros y expertos técnicos de los principales institutos de investigación y empresas de Europa y otros lugares. Incluye miembros de España , Austria , Bélgica , Suecia , Suiza , Noruega , Portugal y el Reino Unido , que son responsables colectivamente de la financiación, el diseño y la operación de los componentes científicos e instrumentales de la misión. El consorcio también colabora con instituciones de investigación de los Países Bajos , Francia , Dinamarca , Estados Unidos , Tailandia y Taiwán . ^{[ 15 ]} La empresa española Satlantis actúa como contratista principal del instrumento, liderando un grupo de empresas tecnológicas de toda Europa. El AMC está organizado en tres áreas operativas clave: Instrumentación, Ciencia y el Centro de Operaciones de Datos Científicos e Instrumentales (IOSDC), cada una de las cuales está estructurada en paquetes de trabajo especializados. ^{[ 6 ]}

ARRAKIHS es la segunda misión de clase F de la Agencia Espacial Europea (ESA) dentro de su campaña Cosmic Vision . Fue seleccionada el 2 de noviembre de 2022. ^{[ 16 ] [ 17 ]} En noviembre de 2023, el consorcio ARRAKIHS superó con éxito la revisión de la definición de la misión del proyecto. ^{[ 18 ]}

En marzo de 2024, la misión completó su Revisión Preliminar de Requisitos de Instrumentos (iPRR), concluyendo la Fase A de desarrollo ^{[ 19 ]} y la ESA publicó una convocatoria para la definición, el desarrollo y la operación de la misión. ^{[ 20 ]}

En enero de 2025, la empresa española Added Value Solutions (AVS) y una filial belga de Redwire obtuvieron contratos para las fases iniciales del proyecto. Los contratos incluyen el diseño preliminar de la nave espacial y trabajos para mitigar los riesgos de las tecnologías clave. ^{[ 21 ] [ 22 ]} En mayo de 2025, la fase de preparación científica de ARRAKIHS, utilizando un demostrador terrestre de la cámara iSIM-170, comenzó oficialmente en el Observatorio Astrofísico de Javalambre en España. ^{[ 23 ]}

La misión ha completado su fase de diseño y fue adoptada en junio de 2026, con un lanzamiento previsto para finales de 2030. ^{[ 4 ] [ 24 ] [ 25 ]}

• Página web oficial de ARRAKIHS (con información más detallada sobre todos los aspectos de la misión)
• Observatorio Astrofísico de Javalambre (que alberga el demostrador terrestre ARRAKIHS)
• Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA; liderando el proceso de reducción de datos de ARRAKIHS)
• Instituto de Ciencias Espaciales (ICE-CSIC) (que lidera el segmento de instrumentación del consorcio).
• IFCA (que lidera el Consorcio de la Misión ARRAKIHS).
• Lista de programas y misiones de la Agencia Espacial Europea