Para saber cómo terminará el universo, debemos saber qué le ha sucedido hasta ahora. Este es solo un misterio que la próxima misión del Telescopio de reconocimiento infrarrojo de campo amplio (WFIRST) de la NASA abordará mientras explora el cosmos distante. La cámara gigante de la nave espacial, el Instrumento de Campo Amplio (WFI), será fundamental para esta exploración.

El WFI acaba de aprobar su revisión de diseño preliminar, un hito importante para la misión. Significa que el WFI cumplió con éxito el diseño, requisitos de cronograma y presupuesto para avanzar a la siguiente fase de desarrollo, donde el equipo comenzará el diseño detallado y la fabricación del hardware de vuelo.

"Esta fue una excelente revisión de diseño preliminar, proporcionando una instantánea de la enorme cantidad de ingeniería que este equipo ha logrado en un corto período de tiempo, "dijo Jamie Dunn, Gerente de proyectos de WFIRST en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "El equipo de WFI está en camino de construir un instrumento de clase mundial para el próximo gran observatorio de la NASA".

"La revisión preliminar del diseño es un paso vital en la misión porque toma las ideas de ingeniería y las evalúa en función de criterios estrictos para asegurarse de que funcionarán según lo planeado, "dijo Mary Walker de Goddard, administrador de instrumentos para el WFI. "Aquí es donde encontramos las cosas que necesitamos modificar para que WFIRST pueda avanzar a la siguiente etapa en su viaje".

Los ingenieros introducirán los resultados de la revisión en la próxima iteración del diseño, preparar el instrumento para una prueba aún más rigurosa:la revisión crítica del diseño, actualmente previsto para junio de 2020. Esto implicará datos de las unidades de prueba de ingeniería de WFI en entornos espaciales simulados, incluidas las pruebas a temperaturas criogénicas.

WFIRST es un telescopio espacial de próxima generación que estudiará el universo infrarrojo desde más allá de la órbita de la Luna. Sus dos instrumentos son una demostración de tecnología llamada coronógrafo, y el WFI. El WFI presenta la misma resolución angular que el Hubble pero con 100 veces el campo de visión. Los datos que recopile permitirán a los científicos descubrir información nueva y excepcionalmente detallada sobre los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas. El WFI también mapeará cómo se estructura y distribuye la materia en todo el cosmos, lo que en última instancia debería permitir a los científicos descubrir el destino del universo.

El WFI está diseñado para detectar luz infrarroja tenue de todo el universo. La luz infrarroja se observa en longitudes de onda más largas que las que el ojo humano puede detectar. La expansión del universo extiende la luz emitida por galaxias distantes, haciendo que la luz visible o ultravioleta parezca infrarroja cuando nos llega. Galaxias tan distantes son difíciles de observar desde el suelo porque la atmósfera de la Tierra bloquea algunas longitudes de onda infrarrojas, y la atmósfera superior brilla lo suficiente como para abrumar la luz de estas galaxias distantes. Al ir al espacio y usar un telescopio del tamaño de Hubble, el WFI será lo suficientemente sensible para detectar luz infrarroja desde más lejos que cualquier telescopio anterior. Esto ayudará a los científicos a capturar una nueva visión del universo que podría ayudar a resolver algunos de sus mayores misterios. uno de los cuales es cómo el universo se convirtió en lo que es ahora.

El WFI permitirá a los científicos mirar muy atrás en el tiempo. Ver el universo en sus primeras etapas ayudará a los científicos a desentrañar cómo se expandió a lo largo de su historia. Esto iluminará cómo el cosmos se desarrolló hasta su condición actual, permitiendo a los científicos predecir cómo seguirá evolucionando.

"Vamos a intentar descubrir el destino del universo, "dijo Jeff Kruk de Goddard, el científico del proyecto WFIRST. "La expansión del universo se está acelerando, y una de las cosas que el Instrumento de Campo Amplio nos ayudará a averiguar es si la aceleración está aumentando o disminuyendo ".

Una posible explicación para esta aceleración es la energía oscura, un fenómeno inexplicable que actualmente representa alrededor del 68 por ciento del contenido total del cosmos y puede estar cambiando a medida que evoluciona el universo. Otra posibilidad es que esta aparente aceleración cósmica apunte al colapso de la teoría general de la relatividad de Einstein en grandes franjas del universo.

El WFI probará estas ideas midiendo la materia en cientos de millones de galaxias distantes a través de un fenómeno llamado lente gravitacional débil. Objetos masivos como galaxias y cúmulos de galaxias curvan el espacio-tiempo, doblando el camino recorrido por la luz que pasa cerca. Esto crea un distorsionado, vista ampliada de galaxias lejanas detrás de ellos. Ver esas galaxias distantes mostrará cómo está estructurada la materia en todo el universo y en el tiempo.

Todos los estudios astronómicos que realizará WFIRST se basan en el WFI. Se necesita una estructura óptica extremadamente estable para realizar mediciones de alta precisión tanto con el WFI como con el coronógrafo. Garantizando aún más la estabilidad, WFIRST orbitará el segundo punto Lagrange Sol-Tierra, o L2. En esta ubicación especial sobre 930, 000 millas (1,5 millones de kilómetros) de la Tierra, Las fuerzas gravitacionales se equilibran para mantener los objetos en órbitas estables con muy poca ayuda. La estabilidad térmica de un observatorio en L2 proporcionará una mejora diez veces superior al Hubble en gran parte de los datos que recopilará el WFI. Este grado de estabilidad no es práctico con observatorios en órbita terrestre baja, como Hubble.

Con su gran campo de visión, el WFI proporcionará una gran cantidad de información en cada imagen que tome. Esto reducirá drásticamente la cantidad de tiempo necesario para recopilar datos, permitiendo a los científicos realizar investigaciones que de otro modo no serían prácticas.

"Podrías hacer la mayor parte de la ciencia de WFIRST con Hubble, pero puede llevar mil años, "dijo Kruk." No queremos esperar tanto ".

Con la finalización exitosa de la revisión de diseño preliminar de WFI, la misión WFIRST está en camino para su lanzamiento planificado a mediados de la década de 2020. Los científicos pronto podrán explorar algunos de los mayores misterios del cosmos gracias al amplio campo de visión y la óptica de precisión del WFI.