Se completó el espejo primario del telescopio espacial Nancy Grace Roman, que recolectará y enfocará la luz de los objetos cósmicos cercanos y lejanos. Con este espejo, Roman capturará impresionantes vistas espaciales con un campo de visión 100 veces mayor que las imágenes del Hubble.
“Lograr este hito es muy emocionante”, dijo Scott Smith, director del telescopio en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland. “El éxito depende de un equipo en el que cada persona haga su parte, y es especialmente cierto en nuestro desafiante entorno actual. Todos juegan un papel en la recopilación de esa primera imagen y en la respuesta a preguntas inspiradoras».
Roman mirará a través del polvo y a través de vastas extensiones de espacio y tiempo para estudiar el universo usando luz infrarroja, que los ojos humanos no pueden ver. La cantidad de detalles que revelarán estas observaciones está directamente relacionada con el tamaño del espejo del telescopio, ya que una superficie más grande recoge más luz y mide características más finas.
El espejo principal de Roman mide 2,4 metros de ancho. Si bien tiene el mismo tamaño que el espejo principal del telescopio espacial Hubble, pesa menos de una cuarta parte. El espejo de Roman pesa solo 186 kilogramos gracias a importantes mejoras en la tecnología.
El espejo principal, junto con otras ópticas, enviará luz a los dos instrumentos científicos de Roman: el Instrumento de campo ancho y el Instrumento Coronagraph. La primera es esencialmente una cámara gigante de 300 megapíxeles que proporciona la misma resolución nítida que el Hubble en casi 100 veces el campo de visión. Con este instrumento, los científicos podrán mapear la estructura y distribución de la materia oscura invisible, estudiar los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas y explorar cómo evolucionó el universo hasta su estado actual.
El coronógrafo demuestra una tecnología que bloquea el resplandor de las estrellas y permite a los astrónomos tomar imágenes directamente de los planetas en órbita alrededor de ellos. Si la tecnología del coronógrafo funciona según lo previsto, verá planetas que son casi 1.000 millones de veces más débiles que su estrella anfitriona y permitirá estudios detallados de planetas gigantes alrededor de otros soles.
Roman observará desde un punto de vista a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en la dirección opuesta al Sol. La forma de barril de Roman ayudará a bloquear la luz no deseada del Sol, la Tierra y la Luna, y la ubicación distante de la nave ayudará a mantener fríos los instrumentos, asegurando que podrá detectar señales de infrarrojos débiles.
Debido a que experimentará un rango de temperaturas entre la fabricación y las pruebas en la Tierra y las operaciones en el espacio, el espejo primario está hecho de un vidrio especial de expansión ultrabaja. La mayoría de los materiales se expanden y contraen cuando cambian las temperaturas, pero si el espejo primario cambia de forma, distorsionaría las imágenes del telescopio. El espejo de Roman y su estructura de soporte están diseñados para reducir la flexión, lo que preservará la calidad de sus observaciones.
Usando este espejo, Roman proporcionará una nueva vista del universo, ayudando a los científicos a resolver misterios cósmicos relacionados con la materia oscura, la energía oscura y los planetas alrededor de otras estrellas.
El desarrollo del espejo está mucho más avanzado de lo que normalmente estaría en esta etapa, ya que la misión aprovecha un espejo que fue transferido a la Nasa desde la Oficina Nacional de Reconocimiento. El equipo modificó la forma y la superficie del espejo para cumplir con los objetivos científicos de Roman.
El espejo recién revestido tiene una capa de plata de menos de 400 nanómetros de grosor, unas 200 veces más fina que un cabello humano. El revestimiento plateado se eligió específicamente para Roman debido a lo bien que refleja la luz del infrarrojo cercano. Por el contrario, el espejo del Hubble está recubierto con capas de fluoruro de magnesio y aluminio para optimizar la reflectividad de la luz visible y ultravioleta. Asimismo, los espejos del telescopio espacial James Webb tienen una capa de oro para adaptarse a sus observaciones infrarrojas de longitud de onda más larga.
El espejo de Roman está tan finamente pulido que la protuberancia promedio en su superficie es de solo 1.2 nanómetros de alto, más del doble de suave de lo que requiere la misión. Si el espejo tuviera una escala del tamaño de la Tierra, estos bultos tendrían solo un cuarto de pulgada de alto.
«El espejo se terminó con precisión según la prescripción óptica del Telescopio Espacial Roman», dijo Bonnie Patterson, gerente de programa de L3Harris Technologies en Rochester, Nueva York. «Dado que es mucho más suave de lo necesario, proporcionará un beneficio científico aún mayor de lo planeado originalmente».
A continuación, el espejo se montará para realizar pruebas adicionales en L3Harris. Ya se ha probado exhaustivamente tanto a temperatura fría como a temperatura ambiente. Las nuevas pruebas se realizarán con el espejo unido a su estructura de soporte.
«El espejo principal de Roman está completo, pero nuestro trabajo no ha terminado«, dijo Smith. «Estamos emocionados de ver esta misión hasta su lanzamiento y más allá, y estamos ansiosos por presenciar las maravillas que revelará».
El telescopio espacial Nancy Grace Roman está administrado en Goddard, con la participación del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la Nasa y Caltech / IPAC en Pasadena, California, el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore y un equipo compuesto por científicos de instituciones de investigación de los Estados Unidos.
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