La NASA está desarrollando el Specto-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, SPHEREx, un nuevo telescopio espacial con el lanzamiento previsto a la órbita terrestre antes de abril de 2025. Su misión central es descubrir los secretos del Big Bang.
Con una estructura que evoca a un megáfono, el SPHEREx tendrá dimensiones de 2,6 metros de largo y casi 3,2 metros de ancho. Su diseño distintivo incluye escudos de fotones en forma de cono, actualmente ensamblados en una sala limpia del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en el sur de California. Estos tres conos, colocados en secuencia, rodearán el telescopio SPHEREx para resguardarlo de la luz y el calor procedentes del Sol y de la Tierra.
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Este artefacto espacial llevará a cabo un minucioso escaneo de cada porción del cielo, generando dos mapas detallados del firmamento cada año. A pesar de su tamaño, el SPHEREx exhibe notoria agilidad, desplazándose a una velocidad relativamente elevada mientras explora el espacio celeste.
No lo parece, pero los escudos en realidad son bastante livianos y están hechos con capas de material como un sándwich. El exterior tiene láminas de aluminio y el interior tiene una estructura de panal de aluminio que parece cartón: ligera pero resistente.
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Cuando el SPHEREx sea lanzado, los científicos se embarcarán en la misión de comprender el origen del agua y otros ingredientes esenciales para la vida. Para lograr esto, la misión se centrará en medir la abundancia de hielo de aguas en las nubes interestelares de gas y polvo, donde nacen las estrellas y eventualmente, se forman planetas.
Este telescopio también asumirá la tarea de estudiar la historia cósmica de las galaxias al medir la luz colectiva que emiten. Estas mediciones serán fundamentales para determinar cuándo comenzaron a formarse las galaxias y cómo ha evolucionado su formación a lo largo del tiempo.
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Finalmente, al cartografiar la ubicación de millones de galaxias entre sí, el SPHEREx buscará nuevas pistas sobre cómo ocurrió la rápida expansión o inflación del universo una fracción de segundo después del Big Bang.
Funciones que llevará a cabo SPRHEREx
A través de la luz infrarroja, que abarca un rango de longitudes de onda más extenso que la luz visible para los ojos humanos, se puede explorar el universo. La luz infrarroja, a veces denominada radiación térmica, es emitida por objetos calientes, incluido el propio telescopio. Sin embargo, para evitar interferencias con sus detectores, el telescopio debe mantenerse a temperaturas extremadamente frías, por debajo de -350 grados Fahrenheit (aproximadamente -210 grados Celsius).
El escudo fotónico externo desempeña un papel crucial al bloquear la luz y el calor provenientes del Sol y de la Tierra, mientras que los espacios entre los conos impiden que el calor llegue al telescopio.
Para asegurar que el SPHEREx pueda alcanzar su temperatura de funcionamiento ultrabaja, se incorpora un componente vital conocido como radiador con ranura en V. Este radiador consta de tres espejos cónicos apilados como paraguas invertidos y se sitúa debajo de los escudos fotónicos. Cada espejo está compuesto por una serie de cuñas que redirigen la luz infrarroja, permitiéndole rebotar entre los espacios entre los escudos y disiparse en el espacio. Este proceso elimina el calor transferido a través de los soportes del bus de la nave espacial, que albergan la computadora y la electrónica, evitando que alcancen temperaturas ambientes.
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El telescopio es el corazón principal de SPHEREx
El telescopio SPHEREx, diseñado para captar luz infrarroja de fuentes distantes, emplea tres espejos y seis detectores. Para maximizar su visión del cielo, el telescopio está inclinado sobre su base mientras se encuentra protegido por escudos de fotones.
La luz de una estrella como el Sol abarca todo el espectro de longitudes de onda visibles, apareciendo blanca a nuestros ojos (aunque la atmósfera terrestre la haga parecer más amarilla). SPHEREx realizará espectroscopia utilizando filtros instalados sobre sus detectores.
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Estos filtros, del tamaño de una galleta, son iridiscentes y cuentan con múltiples segmentos que bloquean todas las longitudes de onda de luz infrarroja excepto una específica. Cada objeto observado por SPHEREx será fotografiado por cada segmento, lo que permitirá a los científicos visualizar las longitudes de onda infrarrojas específicas emitidas por ese objeto, ya sea una estrella o una galaxia. En total, el telescopio puede observar más de 100 longitudes de onda distintas. A partir de esta información, SPHEREx creará mapas del universo sin precedentes.
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