El próximo telescopio espacial de la NASA, el Espectrofotómetro para la Historia del Universo, Época de reionización y explorador de hielos, o SPHEREx, está un paso más cerca del lanzamiento. La misión ha entrado oficialmente en la Fase C, en la jerga de la NASA. Eso significa que la agencia ha aprobado planes de diseño preliminares para el observatorio, y se puede empezar a trabajar en la creación de una diseño detallado, así como en la construcción del hardware y software.

Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, El lanzamiento de SPHEREx está programado para no antes de junio de 2024 y no más tarde de abril de 2025. Sus instrumentos detectarán la luz del infrarrojo cercano, o longitudes de onda varias veces más largas que la luz visible para el ojo humano. Durante su misión de dos años, cartografiará todo el cielo cuatro veces, creando una enorme base de datos de estrellas, galaxias, nebulosas (nubes de gas y polvo en el espacio), y muchos otros objetos celestes.

Aproximadamente del tamaño de un automóvil subcompacto, el telescopio espacial utilizará una técnica llamada espectroscopia para romper la luz del infrarrojo cercano en sus longitudes de onda individuales, o colores, al igual que un prisma rompe la luz del sol en los colores que la componen. Los datos de espectroscopia pueden revelar de qué está hecho un objeto, porque los elementos químicos individuales absorben e irradian longitudes de onda de luz específicas. También se puede utilizar para estimar la distancia de un objeto a la Tierra, lo que significa que el mapa SPHEREx será tridimensional. SPHEREx será la primera misión de la NASA en construir un mapa de espectroscopia de cielo completo en infrarrojo cercano, y observará un total de 102 colores en el infrarrojo cercano.

"Es como pasar de imágenes en blanco y negro a color; es como ir de Kansas a Oz, "dijo Allen Farrington, el director del proyecto SPHEREx en JPL.

Antes de entrar en la Fase C, el equipo de SPHEREx completó con éxito una revisión de diseño preliminar en octubre de 2020. Durante este proceso de varios días, el equipo tuvo que demostrar al liderazgo de la NASA que pueden hacer su complejo, diseño de misión de vanguardia una realidad. Generalmente, la revisión se realiza en persona, pero con las precauciones de seguridad COVID-19 en su lugar, el equipo tuvo que ajustar su presentación a un nuevo formato.

"Parecía que estábamos produciendo una película, "dijo Beth Fabinsky, Subgerente de proyectos de SPHEREx en JPL. "Se pensó mucho en el valor de producción, como asegurarnos de que las animaciones que queríamos mostrar funcionaran con un ancho de banda limitado ".

Tres preguntas clave

El equipo científico de SPHEREx tiene tres objetivos generales. La primera es buscar evidencia de algo que podría haber sucedido menos de una mil millonésima de mil millonésima de segundo después del Big Bang. En esa fracción de segundo el espacio mismo puede haberse expandido rápidamente en un proceso que los científicos llaman inflación. Un globo tan repentino habría influido en la distribución de la materia en el cosmos, y la evidencia de esa influencia todavía estaría presente hoy. Con SPHEREx, los científicos mapearán la posición de miles de millones de galaxias en todo el universo en relación con otras, buscando patrones estadísticos provocados por la inflación. Los patrones podrían ayudar a los científicos a comprender la física que impulsó la expansión.

El segundo objetivo es estudiar la historia de la formación de galaxias, comenzando con las primeras estrellas en encenderse después del Big Bang y extendiéndose a las galaxias actuales. SPHEREx hará esto mediante el estudio del tenue resplandor creado por todas las galaxias del universo. El brillo, que es la razón por la que el cielo nocturno no está completamente oscuro, varía a través del espacio porque las galaxias se agrupan. Haciendo mapas en muchos colores, Los científicos de SPHEREx pueden averiguar cómo se produjo la luz a lo largo del tiempo y comenzar a descubrir cómo las primeras galaxias formaron estrellas inicialmente.

Finalmente, Los científicos usarán el mapa SPHEREx para buscar hielo de agua y moléculas orgánicas congeladas, los componentes básicos de la vida en la Tierra, alrededor de estrellas recién formadas en nuestra galaxia. El hielo de agua se desliza sobre los granos de polvo en frío, densas nubes de gas en toda la galaxia. Se forman estrellas jóvenes dentro de estas nubes, y los planetas se forman a partir de discos de material sobrante alrededor de esas estrellas. Los hielos en estos discos podrían sembrar planetas con agua y otras moléculas orgánicas. De hecho, el agua de los océanos de la Tierra probablemente comenzó como hielo interestelar. Los científicos quieren saber con qué frecuencia se incorporan materiales que sustentan la vida, como el agua, en los sistemas planetarios jóvenes. Esto les ayudará a comprender qué tan comunes son los sistemas planetarios como el nuestro en todo el cosmos.

Varios socios de la misión están comenzando a construir varios componentes de hardware y software para SPHEREx. El telescopio que recogerá la luz del infrarrojo cercano será construido por Ball Aerospace en Boulder. Colorado. Las cámaras infrarrojas que capturan la luz serán construidas por JPL y Caltech (que administra JPL para la NASA). JPL también construirá los parasoles que mantendrán fríos el telescopio y las cámaras. mientras Ball construirá el autobús de la nave espacial, que alberga subsistemas como el suministro de energía y el equipo de comunicaciones. El software que administrará los datos de la misión y los hará accesibles a los científicos de todo el mundo se está construyendo en IPAC. un centro de datos y ciencia para astrofísica y ciencia planetaria en Caltech. El hardware de soporte terrestre crítico para probar los instrumentos será construido por el Instituto Coreano de Astronomía y Ciencia Espacial (KASI). un socio científico en la misión en Daejeon, Corea del Sur.

El equipo de SPHEREx está programado para pasar 29 meses construyendo los componentes de la misión antes de entrar en la siguiente fase de la misión. cuándo se unirán esos componentes, probado, y lanzado.

SPHEREx es administrado por JPL para la División de Astrofísica de la NASA dentro de la Dirección de Misiones Científicas en Washington. El investigador principal de la misión, James Bock, tiene una posición conjunta entre Caltech y JPL. El análisis científico de los datos de SPHEREx será realizado por un equipo de científicos ubicados en 10 instituciones en los EE. UU., y en Corea del Sur.