Los preparativos finales de SuperBIT para el lanzamiento desde la base de globos estratosféricos de Timmins en Canadá, en septiembre de 2019. Crédito:Steven Benton, Universidad de Princeton
Durham, Las universidades de Toronto y Princeton se han asociado con la NASA y la Agencia Espacial Canadiense para construir un nuevo tipo de telescopio astronómico. SuperBIT vuela por encima del 99,5% de la atmósfera de la Tierra, transportado por un globo de helio del tamaño de un estadio de fútbol. El telescopio hará su debut operativo el próximo abril y, cuando se despliegue, debería obtener imágenes de alta resolución que rivalicen con las del telescopio espacial Hubble. Mohamed Shaaban, un doctorado estudiante de la Universidad de Toronto, describirá SuperBIT en su charla de hoy (miércoles 21 de julio) en la Reunión Nacional de Astronomía de RAS en línea (NAM 2021).
La luz de una galaxia distante puede viajar durante miles de millones de años para llegar a nuestros telescopios. En la última fracción de segundo, la luz tiene que atravesar los remolinos de la Tierra, atmósfera turbulenta. Nuestra visión del universo se vuelve borrosa. Los observatorios en el suelo se construyen en sitios de gran altitud para superar algo de esto, pero hasta ahora solo colocar un telescopio en el espacio escapa al efecto de la atmósfera.
El telescopio de imágenes transportadas por globos de superpresión (o SuperBIT) tiene un espejo de 0,5 metros de diámetro y es llevado a una altitud de 40 km por un globo de helio con un volumen de 532, 000 metros cúbicos, aproximadamente del tamaño de un estadio de fútbol.
Su último vuelo de prueba en 2019 demostró una extraordinaria estabilidad de apuntado, con variación de menos de una treinta y seis milésimas de grado durante más de una hora. Esto debería permitir que un telescopio obtenga imágenes tan nítidas como las del telescopio espacial Hubble.
Nadie ha hecho esto antes no solo porque es extremadamente difícil, pero también porque los globos podían permanecer en el aire solo unas pocas noches:demasiado cortos para un experimento ambicioso. Sin embargo, La NASA desarrolló recientemente globos de 'superpresión' capaces de contener helio durante meses. SuperBIT está programado para lanzarse en el próximo globo de larga duración, de Wanaka, Nueva Zelanda, en abril. Llevado por vientos estacionales estacionales, circunnavegará la Tierra varias veces, imaginando el cielo toda la noche, luego usa paneles solares para recargar sus baterías durante el día.
Una imagen compuesta óptica y ultravioleta SuperBIT de los 'Pilares de la Creación', troncos de gas y polvo en la Nebulosa del Águila, 7, 000 años luz de distancia en dirección a la constelación de Serpens. Crédito:equipo de SuperBIT, de Romualdez et al. (2018) SPIE 10702.
Con un presupuesto para la construcción y operación del primer telescopio de US $ 5 millones (£ 3.62 millones), SuperBIT cuesta casi 1000 veces menos que un satélite similar. Los globos no solo son más baratos que el combustible para cohetes, pero la capacidad de devolver la carga útil a la Tierra y relanzarla significa que su diseño se ha ajustado y mejorado durante varios vuelos de prueba. Los satélites deben funcionar a la primera, por lo que suelen tener redundancia (extraordinariamente cara), y tecnología de una década que tenía que ser calificada para el espacio por la misión anterior. Las cámaras digitales modernas mejoran cada año, por lo que el equipo de desarrollo compró la cámara de vanguardia para el último vuelo de prueba de SuperBIT unas semanas antes del lanzamiento. Este telescopio espacial seguirá siendo actualizable, o tener nuevos instrumentos en cada vuelo futuro.
A largo plazo, el telescopio espacial Hubble no se volverá a reparar cuando falle inevitablemente. Durante 20 años después de eso, Las misiones de la ESA / NASA permitirán obtener imágenes solo en longitudes de onda infrarrojas (como el telescopio espacial James Webb que se lanzará este otoño), o una sola banda óptica (como el observatorio Euclid que se lanzará el próximo año).
Para entonces, SuperBIT será la única instalación en el mundo capaz de realizar observaciones ópticas y ultravioleta multicolores de alta resolución. El equipo ya tiene fondos para diseñar una actualización del telescopio de apertura de 0,5 metros de SuperBIT a 1,5 metros (la capacidad máxima de carga del globo es un telescopio con un espejo de unos 2 metros de ancho). Incrementando diez veces el poder de captación de luz, combinado con su lente de ángulo más amplio y más megapíxeles, hará que este instrumento más grande sea incluso mejor que el Hubble. El bajo costo incluso hace posible tener una flota de telescopios espaciales que ofrezcan tiempo a los astrónomos de todo el mundo.
"La nueva tecnología de globos hace que las visitas al espacio sean baratas, fácil, y respetuoso con el medio ambiente, ", dijo Shaaban." SuperBIT se puede reconfigurar y actualizar continuamente, pero su primera misión observará los aceleradores de partículas más grandes del Universo:colisiones entre cúmulos de galaxias ".
El globo SuperBIT en vuelo, sobre la instalación de globos científicos Columbia de la NASA, Texas, en junio de 2016. Crédito:Richard Massey / Universidad de Durham.
El objetivo científico del vuelo de 2022 es medir las propiedades de las partículas de materia oscura. Aunque la materia oscura es invisible, los astrónomos mapean la forma en que dobla los rayos de luz, una técnica conocida como lente gravitacional. SuperBIT probará si la materia oscura se ralentiza durante las colisiones. Ningún colisionador de partículas en la Tierra puede acelerar la materia oscura, pero esta es una firma clave predicha por las teorías que podrían explicar las observaciones recientes de muones que se comportan de manera extraña.
"Los hombres de las cavernas podrían romper rocas juntos, para ver de qué están hechos, ", agregó el profesor Richard Massey de la Universidad de Durham." SuperBIT está buscando el crujido de la materia oscura. Es el mismo experimento solo necesitas un telescopio espacial para verlo ".
