Thales Alenia Space acaba de firmar un contrato por 2,8 millones de euros con la Agencia Espacial Europea (ESA), cuyo objeto es el estudio, el diseño, la fabricación y las pruebas del demostrador MAM (Mirror Assembly Module), que está destinado al futuro telescopio espacial ATHENA (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics).
ATHENA es la segunda misión de clase L (Large) del programa científico Cosmic Vision de la ESA, que tendrá como finalidad estudiar los procesos calientes y energéticos del universo mediante una cartografía de las estructuras de gas caliente y un análisis de sus propiedades físicas, y mediante la búsqueda de agujeros negros supermasivos.
La misión pretende comprender cómo acrece la materia común para formar las estructuras de mayor tamaño que podemos ver hoy y cómo nacen y crecen los agujeros negros, dándole forma al universo.
Para abordar el primero de estos dos objetivos, hará falta, por una parte, cartografiar las grandes masas de gas caliente del universo, en especial el gas presente en los grupos y cúmulos de galaxias, y en el medio intergaláctico, y por otra parte, determinar sus propiedades físicas y seguir su evolución a través del tiempo cósmico.
En cuanto al segundo objetivo del estudio, el telescopio tendrá que buscar agujeros negros supermasivos que se remontan al universo primitivo, incluso en entornos oscuros, y explicar los flujos entrantes y salientes de materia y energía a medida que crecen los agujeros negros.
ATHENA, cuyo lanzamiento está programado para el año 2031, podrá sondear el cosmos entre 10 y 100 veces más profundo que las misiones anteriores en el rango de los rayos X, con el fin de observar los objetos celestes más calientes y energéticos. Para hacer frente a este desafío, la misión va a utilizar una tecnología óptica de rayos X totalmente nueva.
En este contexto, el espejo de ATHENA será la mayor óptica de rayos X fabricada hasta el momento. Alcanzar unos objetivos tan ambiciosos requiere efectivamente una superficie efectiva muy amplia en ese espectro. Por lo tanto, la óptica del telescopio debe poder colectar y enfocar los rayos X por medio de una estructura circular de gran tamaño (aproximadamente 2,5 m de diámetro).
La estructura estará compuesta por unos 600 módulos de espejo perfectamente alineados gracias a la nueva tecnología SPO (Silicon Pore Optics) y deberá ser sumamente rígida y estable para poder tener la eficiencia científica extrema que se espera de ella. Siendo así, el Mirror Assembly Module se podrá enfocar hacia dos instrumentos distintos con ayuda de un complejo sistema de orientación ultrapreciso.
Como contratista principal de esta actividad, que durará los próximos 20 meses, Thales Alenia Space estará a cargo de diseñar, desarrollar y probar un demostrador del MAM en tamaño natural para validar sus funciones críticas, antes de que se adopte la misión.
En particular, esta actividad aspira a demostrar la aptitud para fabricar e integrar el conjunto del espejo en su tamaño natural y su compatibilidad con todos los requisitos funcionales y de interfaz de la misión ATHENA; así como llevar a cabo las pruebas de ambiente para comprobar la compatibilidad del MAM de ATHENA con los requisitos mecánicos y térmicos correspondientes, por medio de una campaña de pruebas específica que incluye la verificación y el alineamiento de los módulos de espejo.
A continuación, se prevé otra actividad distinta para integrar un sistema de control térmico específico y llevar adelante una campaña de pruebas representativas.
Los resultados generales deberán demostrar la madurez de la tecnología relevante y del proceso elegido para la implementación del proyecto ATHENA, que comenzará en 2022. El éxito de la misión dependerá en gran parte de esta tecnología.
El satélite consiste en un telescopio de rayos X de gran apertura única e incidencia rasante, que utiliza la nueva tecnología SPO (Silicon Pore Optics) de alta eficiencia, elaborada en Europa. Su longitud focal es de 12 metros y su resolución angular en el eje, de 5 arcos por segundo HEW (Half Energy Width). El plano focal comprende dos instrumentos: el Wide Field Imager (WFI), un generador de imágenes de amplio campo de visión que proporcionará imágenes y espectroscopia con alta tasa de recuento, y el espectrómetro generador de imágenes X-IFU (X-ray Integral Field Unit), que tendrá una resolución espectral excepcional en el rango de los rayos X, resuelta espacialmente, en un campo de visión limitado.
