Una herramienta de vanguardia para observar planetas fuera de nuestro sistema solar ha pasado dos pruebas clave antes de su lanzamiento como parte del Telescopio Espacial Romano de la agencia en 2027.
El Instrumento Coronógrafo del Telescopio Espacial Romano Nancy Grace de la NASA demostrará nuevas tecnologías que podrían aumentar enormemente la cantidad de planetas fuera de nuestro sistema solar (exoplanetas) que los científicos pueden observar directamente. Diseñado y construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la agencia en el sur de California, recientemente pasó una serie de pruebas críticas antes del lanzamiento. Eso incluye pruebas para garantizar que los componentes eléctricos del instrumento no interfieran con los del resto del observatorio y viceversa.
«Esta es una etapa muy importante y angustiosa en la construcción de un instrumento para una nave espacial, probando si todo funciona según lo previsto», dijo Feng Zhao, subdirector de proyecto del Roman Coronagraph en el JPL. «Pero contamos con un equipo increíble que construyó esto y pasó las pruebas de componentes eléctricos con gran éxito».
Un coronógrafo bloquea la luz de un objeto cósmico brillante, como una estrella, para que los científicos puedan observar un objeto cercano que de otro modo quedaría oculto por el resplandor. (Piense en el parasol de un automóvil). La luz reflejada o emitida por un planeta transporta información sobre las sustancias químicas en la atmósfera del planeta y otros signos potenciales de habitabilidad, por lo que los coronógrafos probablemente serán una herramienta crítica en la búsqueda de vida más allá de nuestro sistema solar.
Pero si los científicos intentaran obtener imágenes de un planeta similar a la Tierra en otro sistema solar (del mismo tamaño, a la misma distancia de una estrella similar a nuestro Sol), no podrían ver el planeta bajo el resplandor de la estrella, ni siquiera con los mejores coronógrafos y los telescopios más potentes que funcionan en la actualidad.
El Coronógrafo Romano pretende cambiar ese paradigma. Las innovaciones introducidas en el instrumento deberían permitir ver planetas similares a Júpiter en tamaño y distancia de su estrella. El equipo de Coronagraph espera que estos avances ayuden a permitir el salto hacia la visualización de más planetas similares a la Tierra con futuros observatorios.
Como demostración de tecnología, el objetivo principal del coronógrafo romano es probar tecnologías que no se han volado antes en el espacio. Específicamente, probará capacidades sofisticadas de bloqueo de luz que son al menos 10 veces mejores que las disponibles actualmente. Los científicos esperan impulsar su desempeño aún más para observar objetivos desafiantes que podrían generar nuevos descubrimientos científicos.
Haciendo la calificación
Incluso aunque el coronógrafo bloquee la luz de una estrella, un planeta seguirá siendo excepcionalmente débil y podría ser necesario un mes completo de observaciones para obtener una buena imagen del mundo distante. Para realizar estas observaciones, la cámara del instrumento detecta fotones individuales o partículas individuales de luz, lo que lo hace mucho más sensible que los coronógrafos anteriores.
Ésa es una de las razones por las que las pruebas recientes fueron cruciales: las corrientes eléctricas que envían energía a los componentes de la nave espacial pueden producir señales eléctricas débiles, imitando la luz de las sensibles cámaras del coronógrafo, un efecto conocido como interferencia electromagnética. Mientras tanto, las señales del Coronógrafo también podrían alterar los demás instrumentos de Roman.
La misión debe garantizar que nada de eso suceda cuando el telescopio esté funcionando en un entorno aislado y electromagnéticamente silencioso a 1 millón de millas (aproximadamente 1,5 millones de kilómetros) de la Tierra. Entonces, un equipo de ingenieros colocó el instrumento completamente ensamblado en una cámara especial aislada y electromagnéticamente silenciosa en el JPL y lo encendió a máxima potencia.
Midieron la salida electromagnética del instrumento para asegurarse de que cayera por debajo del nivel requerido para operar a bordo de Roman. El equipo utilizó pinzas de inyección, transformadores y antenas para producir perturbaciones eléctricas y ondas de radio similares a las que generará el resto del telescopio. Luego midieron el rendimiento del instrumento, buscando ruido excesivo en las imágenes de la cámara y otras respuestas no deseadas de los mecanismos ópticos.
«Los campos eléctricos que generamos con las antenas tienen aproximadamente la misma intensidad que los generados por la pantalla de una computadora», dijo Clement Gaidon, ingeniero de sistemas eléctricos Roman Coronagraph en el JPL. «Ese es un nivel bastante benigno, considerando todo, pero tenemos hardware muy sensible a bordo. En general, el instrumento hizo un trabajo fantástico navegando a través de las ondas electromagnéticas. ¡Y felicitaciones al equipo por concluir esta campaña de prueba en un tiempo récord!»
Un amplio campo de visión
Las lecciones aprendidas de la demostración de la tecnología Coronagraph serán independientes de la misión principal del Telescopio Espacial Romano, que incluye múltiples objetivos científicos. La herramienta principal de la misión, el Wide Field Instrument, está diseñada para generar algunas de las imágenes más grandes del universo jamás tomadas desde el espacio. Estas imágenes permitirán a Roman realizar estudios innovadores de objetos cósmicos como estrellas, planetas y galaxias, y estudiar la distribución a gran escala de la materia en el universo.
Por ejemplo, al tomar imágenes repetidas del centro de la Vía Láctea (como una película a intervalos de varios años), el Wide Field Instrument descubrirá decenas de miles de nuevos exoplanetas. (Este estudio del planeta será independiente de las observaciones realizadas por el Coronógrafo).
Roman también hará mapas 3D del cosmos para explorar cómo se han formado las galaxias y por qué se está acelerando la expansión del universo, midiendo los efectos de lo que los astrónomos llaman «materia oscura» y «energía oscura». Con estas capacidades de amplio alcance, Roman ayudará a responder preguntas sobre las características grandes y pequeñas de nuestro universo.
Con información del JPL
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