La recta final en el diseño del telescopio espacial WFIRST

El consumo habitual de café se asocia con menor riesgo de caídas en mayores
septiembre 4, 2019
Teledetección para distinguir especies de pinos en bosques mixtos
septiembre 4, 2019
Show all

La recta final en el diseño del telescopio espacial WFIRST

El siguiente telescopio espacial de la NASA tras el James Webb (JWST) es el WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope). Se trata de un telescopio con un espejo primario de 2,4 metros, similar en tamaño al del telescopio Hubble, pero con una distancia focal mucho más corta, lo que le permitirá cubrir un gran campo de visión. Esta característica hace de él una herramienta ideal para estudiar la energía y materia oscuras, dos de los principales objetivos de este futuro telescopio. Contra todo pronóstico, el 28 de agosto el WFIRST pasó con éxito la revisión de diseño preliminar (PDR, Preliminary Design Review), por lo que el proyecto podrá finalizar su diseño. Y se trata de una novedad porque la administración Trump ha intentado cancelar este proyecto dos veces en las últimas sugerencias de presupuesto para la NASA de los últimos años y, de hecho, el WFIRST todavía no las tiene todas consigo.

Diseño actual del WFIRST (NASA).

Hay dos razones que explican la mala suerte del WFIRST. Por un lado, los eternos retrasos y sobrecostes del James Webb han dejado a la división de astrofísica de la NASA prácticamente sin presupuesto. Y, lógicamente, la principal víctima de esta situación son otros proyectos ambiciosos como el WFIRST. Por otro lado, el propio WFIRST ha visto como su coste se ha disparado casi sin control. El motivo es que el telescopio WFIRST original debía haber tenido un espejo primario de solo 1,3 metros y un coste inferior a los dos mil millones de dólares. Pero en 2012 la NRO (National Reconnaissance Orbiter) regaló a la NASA dos ópticas completas procedentes de satélites espías del cancelado programa FIA-O (FIA-Optical).

Diseño de 2016 (NASA).
Comparativa del campo de visión de WFIRST y el del Hubble (NASA).
Comparativa del campo de visión de WFIRST y el del Hubble (NASA).

La NASA decidió usar una de las ópticas con espejos de 2,4 metros para el WFIRST —que pasó a denominarse por un tiempo WFIRST-AFTA (Astrophysics-Focused Telescope Assets)—, mientras que el otro telescopio no se ha podido aprovechar por falta de presupuesto. Los satélites FIA-O habían sido diseñados para obtener imágenes de gran campo al igual que el WFIRST, aunque obviamente por motivos radicalmente diferentes. Una de las limitaciones de los satélites KH-11 Kennen y Crystal es su estrecho campo de visión —el dato exacto se desconoce—, por lo que se requieren otros satélites de menor campo de visión y menor resolución para identificar los objetivos de interés. El programa FIA-O se creó precisamente para disponer de satélites de reconocimiento de gran campo y alta resolución al mismo tiempo. A cambio, este tipo de satélites debía hacer frente a la transmisión de un volumen de datos mucho mayor por culpa del enorme tamaño de las imágenes.

Una de las dos ópticas originales de satélites de reconocimiento FIA-O que la NRO le regaló a la NASA (NASA).
sas
Espejo primario del satélite espía FIA-Optical usado para el WFIRST (NASA).
Cubierta original de la óptica del satélite espía FIA-O (que no se usará en el programa WFIRST) (NASA).

Sea como sea, el empleo de la óptica del Pentágono provocó que el proyecto WFIRST disparase su presupuesto. Además, el espejo no había sido optimizado para trabajar en el infrarrojo, un rango de longitudes de onda fundamental para observar galaxias lejanas y estudiar así la energía oscura por medio de supernovas (los satélites espías no observan en el infrarrojo porque el vapor de agua de la atmósfera absorbe fuertemente esta región del espectro). Para compensar la pérdida de potencial científico con respecto al principal objetivo de la misión —o sea, la energía oscura— la NASA decidió dotar al telescopio de un coronógrafo para estudiar planetas extrasolares. El coronógrafo es un instrumento que bloquea la luz de una estrella, permitiendo analizar directamente la luz de los planetas que tenga alrededor. De este modo se ampliaba el número de campos de la astronomía a los que podría contribuir el WFIRST.

El espejo primario del WFIRST junto al equipo del proyecto en la sede de la empresa L3 Harris Technologies, donde está siendo adaptado a las necesidades de la misión (NASA).
Objetivos del WFIRST (diseño de 2018) (NASA).

Pero esta complejidad adicional tuvo como consecuencia que el presupuesto se descontroló hasta el punto de que las previsiones de la factura final ya alcanzaban los 3900 millones de dólares. La NASA sopesó cancelar el coronógrafo para mantener el presupuesto a raya, aunque eso suponía capar seriamente las capacidades del telescopio. Finalmente, en el diseño preliminar se ha incluido un «coronógrafo experimental» simplificado o CDTI (Coronograph Technology Demonstration Instrument) como solución de compromiso. El otro instrumento del WFIRST es la espectacular cámara WFI (Wide Field Instrument), que consta de 18 detectores con 288 megapíxeles. En cualquier caso, el coste final del observatorio no puede superar los 3200 millones de dólares o será cancelado casi con total seguridad. Si consigue sobrevivir, el WFIRST despegará en 2025 para convertirse un magnífico instrumento que estudiará los exoplanetas, la energía oscura y, por ende, el origen y evolución del Universo. El coronógrafo y, sobre todo, la cámara WFI, transmitirán cerca de 1,4 terabytes de datos al día (!). Esperemos que el proyecto tenga suerte, porque sería una pena que un telescopio tan potente se quedase en tierra.

Otra vista del nuevo diseño (NASA).

Referencias:

  • https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/telescope-for-nasa-s-wfirst-mission-advances-to-new-phase-of-development

LINK DE LA FUENTE ORIGINAL NAUKAS DANIEL MARIN

Deja un comentario

A %d blogueros les gusta esto: