La NASA impulsa el proyecto de telescopio de infrarrojo lejano hacia la fase de diseño

La NASA ha trasladado la propuesta de Misión Probe de Astrofísica en el Infrarrojo Lejano, o PRIMA, a su fase preliminar de diseño y desarrollo tecnológico, acercando el observatorio espacial a su posible construcción y lanzamiento.

El sitio web de noticias de la Universidad de Toledo informó de que la misión podría pasar a la fase de implementación con un presupuesto de proyecto limitado a 1.200 millones de dólares, sin incluir los gastos de lanzamiento y otros costes ajenos al propio proyecto. La NASA tiene como objetivo lanzar la misión en 2033, aunque el observatorio deberá superar primero las siguientes etapas de desarrollo y recibir la confirmación de que está listo para ser construido.

El astrónomo de la Universidad de Toledo J.D. Smith es coinvestigador de la misión. Smith es profesor de astronomía y dirige el Ritter Astrophysical Research Center de la universidad. También ayudó a desarrollar la base científica de PRIMA como parte de un equipo internacional de unos 25 astrónomos.

Un rango perdido de luz cósmica

PRIMA sería un telescopio de 5,9 pies diseñado para observar longitudes de onda del infrarrojo lejano. Esta parte del espectro electromagnético se encuentra entre los rangos examinados por muchos observatorios de radio e infrarrojos, incluido el telescopio espacial James Webb.

Las observaciones en el infrarrojo lejano pueden revelar materiales y procesos difíciles de detectar en otras longitudes de onda. La misión pretende investigar cómo se originan las atmósferas planetarias, cómo interactúan las estrellas y los agujeros negros, y cómo las galaxias acumulan polvo y elementos pesados a lo largo de la historia cósmica.

El observatorio también examinaría cuestiones relacionadas con los orígenes del agua en la Tierra. La responsable científica de la NASA, Nicky Fox, describió PRIMA como una nueva forma de explorar el universo a lo largo del tiempo, desde la formación de planetas y estrellas hasta el crecimiento de los agujeros negros.

La misión sería el primer miembro de una nueva categoría de proyectos de astrofísica identificada a través del Estudio Decenal de 2020 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. Ese estudio ayuda a establecer las prioridades de la astronomía y la ciencia espacial de Estados Unidos, lo que hace que el avance de PRIMA sea importante más allá de la propia misión.

Sobre la base de observatorios anteriores

La investigación de Smith se centra en el material interestelar y en lo que puede revelar sobre la evolución de las galaxias. Participó en la planificación científica que la NASA solicitó y revisó antes de que el proyecto alcanzara su fase actual.

Su labor en el equipo internacional incluyó la codirección de un programa centrado en la aparición de elementos pesados, incluidas nanopartículas de nitrógeno, oxígeno y carbono. El grupo comenzó su trabajo en 2022. En mayo, sus miembros y otros participantes pasaron una semana intensiva en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA presentando los objetivos científicos de la misión y evaluando si la tecnología propuesta podía respaldarlos. Se espera que el laboratorio gestione PRIMA para la NASA.

El proyecto se basa en la experiencia del Observatorio Espacial Herschel y del Telescopio Espacial Spitzer, dos observatorios anteriores que proporcionaron observaciones en el infrarrojo lejano o relacionadas desde el espacio. Herschel y Spitzer ya no están operativos, pues dejaron de funcionar en 2013 y 2020, respectivamente. Smith trabajó en ambos al principio de su carrera.

Observar el rango del infrarrojo lejano plantea grandes dificultades técnicas, sobre todo cuando los científicos intentan estudiar objetos de épocas tempranas del universo. Según el relato de la Universidad de Toledo, los avances tecnológicos desde las misiones anteriores podrían permitir que PRIMA examinara este territorio con mayores capacidades.

Oportunidades para una participación más amplia

PRIMA no estaría limitada a los investigadores que ayudaron a proponerla. La mayor parte de su misión prevista de cinco años estaría disponible mediante un programa de observadores generales. Los astrónomos presentarían propuestas para obtener tiempo de observación, y las selecciones se realizarían mediante un proceso competitivo similar al utilizado para el telescopio espacial James Webb.

Esa estructura podría dar a investigadores sin un papel formal en la misión acceso a sus instrumentos y datos. También podría crear oportunidades para estudiantes y profesores de la Universidad de Toledo, cuyos astrónomos ya han conseguido un número notable de programas de observación de Webb.

Desde que Webb comenzó a operar a finales de 2021, cinco profesores de la Universidad de Toledo y tres estudiantes de posgrado han dirigido 12 programas de observación con el telescopio infrarrojo. Smith espera que PRIMA proporcione otra vía para investigar la evolución de las galaxias, un área representada entre los astrónomos de la universidad.

Por ahora, el proyecto sigue encaminado hacia una decisión sobre su implementación, no hacia una misión de vuelo confirmada. Si supera esa decisión y se mantiene dentro del presupuesto y el calendario propuestos, PRIMA podría ofrecer a los científicos una nueva perspectiva sobre el polvo, los elementos y los procesos físicos que dieron forma a los planetas, las estrellas y las galaxias.