Casi todos los fotones emitidos después del Big Bang son ahora visibles solo en longitudes de onda del infrarrojo lejano. Esto incluye la luz del universo frío de gas y polvo a partir del cual se forman estrellas y planetas, así como débiles señales de galaxias distantes que trazan la evolución del universo hasta la actualidad.

La atmósfera de la Tierra bloquea la mayor parte de esta luz, y las misiones espaciales son una forma ideal pero prohibitivamente cara de explorarlo. De modo que los científicos están recurriendo a enormes globos estratosféricos, del tamaño de un estadio de fútbol completo, porque son una pequeña fracción del costo.

En Revisión de instrumentos científicos , Alan J. Kogut, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y sus colegas encontraron una manera de resolver una limitación ampliamente reconocida de las cargas útiles de los globos estratosféricos, que vuelan a altitudes de 130, 000 pies por encima del 99% de la atmósfera.

"Para mirar realmente al universo frío, necesita un telescopio grande enfriado casi al cero absoluto, volando sobre la atmósfera de la Tierra, "Dijo Kogut." En general, Me refiero a un espejo telescópico del tamaño de una sala de estar. ¿Por qué tan frío? El calor del telescopio puede borrar las imágenes del espacio profundo, como sobreexponer una cámara. Para ver débiles señales frías desde el espacio profundo, el telescopio debe enfriarse a 10 K (menos 440 F), sólo unos pocos grados por encima del cero absoluto ".

Puede parecer simple en teoría, pero es bastante difícil enfriar un telescopio del tamaño de una sala de estar hasta casi el cero absoluto mientras lo vuela desde un globo.

"El helio líquido puede enfriar fácilmente el telescopio, pero mantenerlo frío significa poner todo el telescopio en un termo gigante llamado dewar, ", dijo." Un termo del tamaño de una sala de estar pesaría varias toneladas, más de lo que pueden transportar los globos más grandes ".

Aquí es donde entra en juego el banco de pruebas del telescopio criogénico transportado por globo (BOBCAT).

"BOBCAT desarrolla tecnología para que los dewars ultraligeros reduzcan su peso lo suficiente como para permitir que los realmente grandes vuelen en un globo. "dijo Kogut.

Los Dewars tienen una taza interior que contiene el líquido frío, rodeado por una capa exterior. El espacio entre ellos no tiene aire dentro, una aspiradora, para evitar que el aire lleve calor del mundo exterior al interior frío.

Un dewar es pesado porque sus paredes necesitan mantener un vacío contra la presión del aire al nivel del mar. Pero un dewar destinado a trabajar en un globo no necesita trabajar al nivel del mar. Debe funcionar a 130, 000 pies sobre el nivel del mar, donde casi no hay presión de aire.

Los científicos diseñaron un dewar con paredes extremadamente delgadas, no mucho más espesa que la de una lata de refresco, que puede lanzarse a temperatura ambiente. Tiene una válvula, de modo que el espacio de vacío entre la copa interior y la pared exterior se ventile durante el ascenso para dejar salir el aire.

"Una vez que el globo llega a 130, 000 pies, la válvula se cierra para crear un espacio de vacío adecuado, y enfría el telescopio bombeando nitrógeno líquido o helio líquido en el Dewar desde tanques de almacenamiento separados, "Dijo Kogut." Los tanques de almacenamiento son pequeños y no pesan mucho. Ahora, tenemos un telescopio frío sobre la atmósfera, capaz de ver imágenes tenues del universo frío o distante ".

El primer vuelo fue un éxito, y el siguiente paso es volver a volar la carga útil que lleva un Dewar ultraligero.