La misión SPHEREx tendrá algunas similitudes con el telescopio espacial James Webb. Pero los dos observatorios utilizarán enfoques drásticamente diferentes para estudiar el cielo.
La próxima misión de la NASA, SPHEREx, podrá escanear todo el cielo cada seis meses y crear un mapa del cosmos como nunca antes. La misión, que está programada para lanzarse como fecha límite en abril de 2025, investigará lo que sucedió en el primer segundo después del Big Bang, cómo se forman y evolucionan las galaxias y la prevalencia de moléculas críticas para la formación de la vida, como el agua, encerradas como hielo en nuestra galaxia. Lograr estos objetivos requerirá tecnología punta, y la NASA este mes ha aprobado los planes finales para todos los componentes del observatorio.
“Estamos en la transición de hacer cosas con modelos informáticos a hacer cosas con hardware real”, dijo Allen Farrington, gerente de proyectos de SPHEREx en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en el sur de California, que administra la misión. “El diseño de la nave espacial, tal como está, se ha confirmado. Hemos demostrado que es factible hasta en los detalles más pequeños. Así que ahora podemos comenzar a construir y montar las cosas”.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Para responder a las grandes preguntas sobre el universo, los científicos necesitan mirar el cielo de diferentes maneras. Muchos telescopios, como el telescopio espacial Hubble de la NASA, están construidos para enfocarse en estrellas individuales, galaxias u otros objetos cósmicos y estudiarlos en detalle. Pero SPHEREx (que significa Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) pertenece a otra clase de telescopios espaciales que observan rápidamente grandes porciones del cielo, examinando muchos objetos en un corto período de tiempo. SPHEREx escaneará más del 99% del cielo cada seis meses; por el contrario, el Hubble ha observado alrededor del 0,1% del cielo en más de 30 años de operaciones. Aunque los telescopios de exploración como SPHEREx no pueden ver objetos con el mismo nivel de detalle que los observatorios específicos, pueden responder preguntas sobre las propiedades típicas de esos objetos presentes en todo el universo.
Créditos: NASA/JPL-Caltech.
Por ejemplo, el telescopio espacial James Webb, lanzado recientemente por la NASA, apuntará a exoplanetas individuales (planetas fuera de nuestro sistema solar), midiendo su tamaño, temperatura, patrones climáticos y composición. Pero, ¿los exoplanetas, en promedio, se forman en entornos propicios para la vida tal como la conocemos? Con SPHEREx, los científicos medirán la prevalencia de materiales que sustentan la vida, como el agua que reside en los granos de polvo helado en las nubes galácticas de las que nacen nuevas estrellas y sus sistemas planetarios. Los astrónomos creen que el agua de los océanos de la Tierra (que se cree que es esencial para la vida que comenzó en nuestro planeta) provino originalmente de dicho material interestelar.
“Es la diferencia entre conocer a algunas personas individuales y hacer un censo y aprender sobre la población en su conjunto”, dijo Beth Fabinsky, subdirectora de proyectos de SPHEREx en el JPL. “Ambos tipos de estudios son importantes y se complementan. Pero hay algunas preguntas que solo pueden responderse a través de ese censo”.
SPHEREx y Webb difieren no solo en su enfoque para estudiar el cielo sino también en sus parámetros físicos. Webb es el telescopio más grande que jamás haya viajado al espacio, con un espejo primario de 6,5 metros para capturar las imágenes de mayor resolución que cualquier otro telescopio espacial de la historia. El observatorio protege sus instrumentos sensibles de la luz cegadora del Sol con un parasol del tamaño de una cancha de tenis. SPHEREx, sin embargo, tiene un espejo principal de 20 centímetros y un parasol de solo 3,2 metros de ancho.
Pero ambos observatorios recogerán luz infrarroja, que son longitudes de onda fuera del rango que el ojo humano puede detectar. El infrarrojo, a veces, se llama radiación de calor porque lo emiten objetos calientes, razón por la cual se usa en equipos de visión nocturna. Los dos telescopios también utilizarán una técnica llamada espectroscopía, para descomponer la luz infrarroja en sus longitudes de onda o colores individuales, al igual que un prisma descompone la luz solar en los colores que la componen. La espectroscopía es lo que permite, tanto a SPHEREx como a Webb, revelar cuál es la composición un objeto, ya que los elementos químicos individuales absorben e irradian longitudes de onda de luz específicas.
Para responder a preguntas generales, el equipo de SPHEREx primero tuvo que responder preguntas más prácticas, como por ejemplo si el instrumento a bordo podría sobrevivir a las características del entorno en el espacio o si todos sus componentes podrían empaquetarse y operar como un sistema. El mes pasado, los planes finales del equipo fueron aprobados por la NASA, un paso que la agencia llama revisión crítica de diseño o CDR. Esto marca un hito importante para la misión.
“La COVID continúa suponiendo un gran reto para nosotros en el desarrollo de nuevos proyectos espaciales. Todo por lo que pasó el país durante el año pasado, desde interrupciones en la cadena de suministro hasta trabajar en casa con niños, también lo hemos pasado”, dijo el investigador principal de SPHEREx, James Bock, científico en el JPL y Caltech, en Pasadena, California. “Es realmente increíble ser parte de un equipo que ha manejado estas dificultades con entusiasmo y una determinación aparentemente ilimitada”.
Más sobre información sobre SPHEREx
SPHEREx es administrado por el JPL para la Science Mission Directorate de la NASA en Washington. El investigador principal de la misión tiene su sede en Caltech, que administra el JPL para la NASA y también desarrollará la carga útil en colaboración con el JPL. Ball Aerospace en Boulder, Colorado, suministrará la nave espacial. El Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) es un socio científico para la misión. Los datos serán procesados y archivados en IPAC en Caltech. El equipo científico de SPHEREx incluye miembros de 10 instituciones de los E.E.U.U. y Corea del Sur.
Edición: R. Castro.