El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman de la NASA se acerca a su destino final, a más de 1 millón de millas (1,6 millones de kilómetros) de la Tierra, donde pronto explorará el universo en busca de una gran cantidad de tesoros cosmológicos, entre ellos aproximadamente 100.000 exoplanetas nuevos.
Pero incluso antes de que su misión realmente comience, desarrollos recientes sugieren que la nave espacial de última generación podría tomar imágenes de mejor calidad que las previstas y permanecer operativa durante más del doble del tiempo inicialmente esperado, lo que alegrará aún más a los astrónomos ya emocionados.
«Es fantástico saber que Roman no solo está alcanzando sus metas de diseño, sino que las está superando», Eamonn Kerins, un astrónomo de la Universidad de Manchester en el Reino Unido que ayudará a dirigir una de las grandes encuestas de Roman, dijo a Live Science.
Roman es el último telescopio espacial insignia de la NASA, siguiendo los pasos de observatorios icónicos como el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial James Webb (JWST). La máquina de 4.000 millones de dólares —que mide más de 42 pies (12,7 metros) de largo y pesa aproximadamente lo mismo que un Tyrannosaurus rex adulto— se lanzó con éxito al espacio el 30 de agosto, más de una década después de que los científicos comenzaran a construirla.
El telescopio se dirige ahora al punto Lagrange 2 (L2), un punto fijo respecto a nuestro planeta donde la gravedad de la Tierra y la del Sol se anulan entre sí. Allí, Roman se unirá a varios otros artefactos espaciales importantes, incluido JWST y el telescopio Euclid de la Agencia Espacial Europea.
Durante el recorrido de Roman hacia L2, que actualmente está alrededor del 85% completo, los científicos de la misión han activado de forma remota los distintos instrumentos del telescopio para probar su funcionamiento. Hasta ahora, este “proceso de puesta en servicio” ha transcurrido sin contratiempos, y cuando Roman llegue en menos de dos semanas, estará listo para tomar sus primeras imágenes en profundidad del cosmos.
Los investigadores ya estaban entusiasmados por ver lo que Roman podrá hacer una vez que esté en su lugar y completamente activado. Sin embargo, ese entusiasmo se ha intensificado aún más en las últimas semanas, gracias a dos desarrollos posteriores al lanzamiento.
En primer lugar, una serie de quemas de cohete casi perfectas, ejecutadas durante y poco después del lanzamiento, ahorraron más de una década de combustible que ahora puede utilizarse para extender la misión de Roman. En segundo lugar, tras ajustar de forma remota el espejo del telescopio, los investigadores descubrieron que podría capturar imágenes con aproximadamente un 30% más de detalle de lo que los ingenieros preveían.
«El equipo que diseñó, lanzó y llevó a cabo la puesta en servicio remota del observatorio orbital ha hecho un trabajo increíble» y «su labor ha asegurado que Roman esté más que a la altura de la tarea», dijo Kerins.
Vida útil extendida
Poco después de que Roman llegó al espacio a bordo de un cohete SpaceX Falcon Heavy que despegó desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, los científicos de la misión realizaron dos grandes quemas o disparos de motor, que dieron a la nave el impulso suficiente para escapar de la órbita terrestre y emprender el viaje hacia L2.
Gracias a una combinación de «una planificación exquisita por parte de nuestro equipo de dinámica orbital» y «una ejecución brillante por parte del equipo de operaciones», estas quemas fueron tan precisas que cada una ahorró hasta cuatro años de combustible, dijo Jamie Dunn, director del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en un comunicado del 14 de septiembre.
Además, Roman resultó ser mucho más ligero de lo previsto, lo que permitió a los ingenieros cargar otros cuatro años de combustible en la nave antes del lanzamiento. «Como el peso de Roman era menor de lo que habíamos presupuestado, pudimos llenar los tanques de propelente a su capacidad en lugar de llenarlos solo en la medida de lo necesario», dijo Alison Rao, la responsable de propulsión de Roman en Goddard, en el comunicado.
En total, estos ahorros podrían otorgar a Roman hasta 12 años de combustible adicionales, lo que podría duplicar con creces la vida útil prevista de 10 años de la misión. Eso significa que Roman podría seguir tomando imágenes del cosmos en 2048.
Considerando que Roman puede recolectar datos hasta 1.000 veces más rápido que el Hubble, esta vida útil extendida ampliará enormemente la cantidad de datos que el nuevo telescopio espacial podrá capturar. «Con una vida de 20 años para Roman, en teoría podríamos hacer más de 20.000 años de trabajo de encuestas de Hubble», dijo Kerins. «¡Eso es muchísima ciencia!»
Esta vida útil prolongada permitirá a los astrónomos comparar imágenes de objetos específicos con décadas de diferencia —por ejemplo, nebulosas en expansión o galaxias en colisión— lo que les permitirá detectar cambios que de otro modo podrían haber pasado desapercibidos.
También podría permitirles estudiar objetos o fenómenos que aún no hemos descubierto, lo cual es especialmente emocionante, señaló Kerins. «Los resultados verdaderamente sorprendentes serán cosas nuevas en las que ni siquiera estamos pensando ahora mismo», dijo. «Las posibilidades son verdaderamente asombrosas».
También existe la posibilidad de que la misión de Roman se extienda todavía más, porque los ingenieros a menudo encuentran formas ingeniosas de hacer que los telescopios activos duren más. Por ejemplo, el Hubble ya tiene más de dos décadas más allá de sus parámetros de misión iniciales, y el Observatorio Swift, que dejó de operar recientemente, duró diez veces más de lo previsto antes de volver a caer a la Tierra la semana pasada.
Calidad de imagen mejorada
La arma secreta de Roman es, sin duda, su Instrumento de Campo Amplio (WFI), formado por una cámara de 288 megapíxeles acoplada a un espejo de 2,4 metros (7,9 pies), que capturará imágenes ultra detalladas con un campo de visión aproximadamente 100 veces mayor que el de Hubble.
Ya hemos visto las primeras imágenes del WFI —una serie de puntos verdes borrosos capturados durante una prueba de los 18 detectores de luz diferentes del instrumento (ver abajo). Sin embargo, esas fotos no se asemejan a lo que capturará el WFI en el futuro; esas imágenes serán tan detalladas que necesitarías decenas de televisores de alta definición para mostrar una sola toma en resolución completa, dijo Kerins.
Después de que Roman complete la fase inicial de puesta en servicio del WFI, esas imágenes serán aproximadamente un 30% más nítidas de lo que los diseñadores preveían. «Todas las imágenes de las encuestas cósmicas de Roman serán incluso más nítidas de lo que esperábamos», dijo Alden Jurling, ingeniero óptico senior que trabaja en Roman en NASA Goddard, en un comunicado del 14 de octubre. «Es un gran resultado».
Las mejoras se notaron por primera vez después de que el espejo del WFI, del tamaño de un coche, fuera realineado con solo 1/16 del diámetro de un cabello humano, lo que demuestra cuán intricado ha sido el proceso de puesta en servicio. «Calibrar un instrumento es como afinar un piano o una guitarra antes de un concierto», dijo Maxime Rizzo, ingeniero de sistemas del WFI en NASA Goddard, en el comunicado. «Ajustas todo hasta que esté a tu gusto y luego dejas las configuraciones para que funcione de forma constante mientras lo usas».
La mayor claridad de las imágenes podría verse realmente durante la caza de exoplanetas potencialmente habitables de Roman, que es en lo que los lectores de Live Science están más entusiasmados para esta misión.
Kerins, quien lidera el Grupo de Trabajo de Demografía de Exoplanetas para la Encuesta de Exoplanetas Roman, está particularmente entusiasmado con este desarrollo, pero dijo que no garantiza necesariamente que Roman encontrará más exoplanetas de las previstas inicialmente.
«Un logro notable»
El resto de la fase de puesta en servicio de Roman también está avanzando según lo planeado.
El instrumento coronógrafo de Roman, que bloqueará la luz de estrellas distantes para permitir que el WFI detecte mundos alienígenas, ha pasado su fase principal de puesta en servicio y está funcionando como se esperaba, según una entrada en el blog de la NASA.
Mientras tanto, una red global de estaciones terrestres, que recibirá hasta 1,4 terabytes de datos de Roman cada día, ha establecido contacto con la nave y está recibiendo señales como se esperaba, reveló otro blogs.
Todos estos primeros logros aumentan la esperanza de que Roman pueda tener una carrera larga y exitosa, y son un testimonio de los años de trabajo que se dedicaron al diseño de la nave y a la planificación de la misión.
«Lo que estamos viendo ahora con el rendimiento óptico real y la vida útil estimada de Roman es simplemente cuán bueno ha sido ese proceso de diseño», dijo Kerins. «Es un logro notable. No puedo esperar a ver qué nos va a dar Roman».
