El equipo del telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA recientemente certificó en vuelo los 24 detectores que necesita la misión. Cuando Roman se lanza a mediados de la década de 2020, estos dispositivos convertirán la luz de las estrellas en señales eléctricas, que luego se decodificará en imágenes de 300 megapíxeles de grandes áreas del cielo. Estas imágenes permitirán a los astrónomos explorar una amplia gama de objetos y fenómenos celestes, acercándonos a la resolución de muchos misterios cósmicos urgentes.

"Como los ojos del telescopio, Los detectores de Roman habilitarán toda la ciencia de la misión, "dijo John Gygax, el administrador del sistema de plano focal para el Telescopio Espacial Romano en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ahora, según los resultados de nuestras pruebas, nuestro equipo puede confirmar que estos detectores de infrarrojos cumplen con todos los requisitos para los propósitos de Roman ".

Cada detector tiene 16 millones de píxeles diminutos, proporcionando a la misión una resolución de imagen exquisita. Si bien se incorporarán 18 detectores a la cámara de Roman, otros seis se reservarán como repuestos calificados para el vuelo.

"El corazón de los detectores de Roman son millones de fotodiodos de telururo de mercurio-cadmio, que son sensores que convierten la luz en corriente eléctrica, una por cada píxel, "dijo Greg Mosby, un astrofísico investigador en Goddard que está ayudando a evaluar el rendimiento de los detectores de Roman. "Una de las razones por las que elegimos este material es porque al variar la cantidad de cadmio, podemos sintonizar el detector para que tenga una longitud de onda de corte específica. Eso nos permite enfocarnos con mayor precisión en las longitudes de onda de la luz que estamos tratando de ver ".

Para hacer los detectores, técnicos de Teledyne Imaging Sensors en Camarillo, California construyó los fotodiodos en la base del detector capa por capa. Luego, aseguraron el detector a una placa electrónica de silicio que ayudará a procesar las señales de luz utilizando indio, un metal blando que tiene aproximadamente la misma consistencia que la goma de mascar. Los píxeles se pegaron usando una pequeña gota de indio para cada uno.

Las gotas se colocaron meticulosamente a solo 10 micrones de distancia, aproximadamente el ancho de una fibra de algodón típica. Si escalamos uno de los detectores de Roman para que sea tan largo como una piscina olímpica, las manchas de indio estarían separadas por menos de media pulgada. Esta alineación precisa asegura que cada uno de los sensores funcionará de forma independiente.

"El equipo romano ha pasado años identificando una receta óptima para los detectores de la misión, ", Dijo Mosby." Es gratificante ver que el arduo trabajo del equipo da sus frutos en este aspecto técnico crucial de la misión. No podemos esperar a ver cómo las imágenes de estos detectores transforman nuestra comprensión del universo ".

El primo de ojos abiertos del Hubble

La combinación de tantos detectores y píxeles le da a Roman su amplio campo de visión, permitiendo que la misión cree imágenes infrarrojas que serán alrededor de 200 veces más grandes de lo que el Hubble puede proporcionar y al mismo tiempo revelará el mismo nivel de riqueza de detalles. Se espera que la nave espacial recopile muchos más datos que cualquier otra misión astrofísica de la NASA anterior. Los científicos tuvieron que desarrollar nuevos procesos que comprimieran y digitalizaran la lluvia de datos de la misión.

Los ingenieros de Goddard también fueron pioneros en métodos de prueba novedosos para garantizar que los detectores satisfagan las necesidades de la misión. Roman requiere detectores extremadamente sensibles para ver señales débiles desde lejos del cosmos. Pero no es fácil crear detectores que cumplan con los estrictos requisitos de calidad de la misión.

El equipo sabía que no todos los detectores pasarían sus rigurosas pruebas, así que ordenaron más de lo que la misión requiere y usarán los mejores. Pero los detectores adicionales no se desperdiciarán; algunos están destinados a servir como ojos de otros telescopios que tienen requisitos más indulgentes. mientras que otros se utilizarán para pruebas adicionales sobre el terreno.

Mantenerse fresco

Roman creará enormes, panorámicas de alta resolución del universo infrarrojo, basándose en las innovadoras observaciones del Telescopio Espacial Spitzer y complementando al Telescopio Espacial James Webb. Ver el espacio con luz infrarroja es como usar gafas de visión térmica, ayudándonos a detectar cosas que no podríamos ver de otra manera. Pero hacerlo requiere detectores precisos y extremadamente fríos.

"El espacio es muy oscuro, y todo emite luz infrarroja según su temperatura, "dijo Dominic Benford, el científico del programa Roman en la Sede de la NASA. "Telescopio de Roman, cámara, y todos los detectores deben enfriarse para que sean más oscuros que el universo que verán ".

Dado que podemos detectar la luz infrarroja como calor, Los detectores de Roman tendrán que ser superenfriados a una frígida temperatura de -288 grados Fahrenheit (-178 grados Celsius). De lo contrario, el calor de los propios componentes de la nave saturaría los detectores, cegando efectivamente el telescopio. Un radiador redirigirá el calor residual de los componentes de la nave espacial lejos de los detectores hacia el espacio frío, asegurando que Roman sea sensible a las débiles señales de galaxias distantes y otros objetos cósmicos.

La combinación de la excelente resolución de Roman y las enormes imágenes nunca antes había sido posible en un telescopio espacial y hará del telescopio espacial Nancy Grace Roman una herramienta indispensable en el futuro.