La NASA enciende la cámara infrarroja de 300 megapíxeles del telescopio Roman

El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA ha activado en el espacio su cámara científica principal, un paso importante hacia las primeras imágenes científicas previstas del observatorio a principios de 2027. El Instrumento de Campo Amplio, conocido como WFI, es una cámara infrarroja de 300 megapíxeles diseñada para cartografiar enormes regiones del universo sin perder los detalles más pequeños.

El instrumento independiente Coronagraph también ha superado una evaluación inicial de sus sistemas electrónicos, digitales y mecánicos. En conjunto, estos avances demuestran que dos de los instrumentos centrales de Roman están respondiendo según lo previsto durante un programa de puesta en servicio que durará varios meses.

ScienceDaily informó sobre estos hitos, que tienen lugar mientras Roman recorre aproximadamente un millón de millas hacia el segundo punto de Lagrange, o L2. El destino del observatorio es una región del espacio desde la que llevará a cabo sus investigaciones a largo plazo.

Una visión amplia con detalles nítidos

Roman está diseñado para ocupar una posición intermedia entre los amplios sondeos posibles con algunos observatorios y las vistas detalladas asociadas al telescopio espacial Hubble de la NASA. Una imagen del WFI abarcará una porción del cielo mayor que el área aparente de una Luna llena, lo que proporcionará a los científicos un campo de visión excepcionalmente amplio en una sola exposición.

Esta capacidad es importante porque muchas de las investigaciones de Roman dependen del examen de enormes cantidades de objetos y grandes regiones del cosmos. Los investigadores pretenden utilizar sus observaciones para estudiar planetas fuera del sistema solar, explorar la energía oscura y examinar la distribución de la materia por todo el universo.

Los datos del sondeo también serán útiles más allá de esos objetivos principales. Debido a que el instrumento recopilará observaciones extensas y detalladas, los científicos esperan que el archivo resultante sirva de apoyo a muchas otras investigaciones.

Antes de poder encender el WFI, los ingenieros dedicaron 10 días a secarlo y descontaminarlo. Durante esa preparación, sus detectores se mantuvieron a menos 85 grados Fahrenheit, o menos 65 Celsius. Esa temperatura era más cálida que la necesaria para el funcionamiento normal.

La mañana del 11 de septiembre, se apagó el calentador y se dejó que el instrumento se enfriara hasta menos 225 Fahrenheit, o menos 143 Celsius. Después, los ingenieros activaron sus 18 detectores infrarrojos. En conjunto, su superficie sensible a la luz es aproximadamente comparable a la pantalla de un ordenador portátil.

El sistema de calibración se encendió más tarde ese mismo día. Los datos de prueba comenzaron a circular por el instrumento a la mañana siguiente y fueron transmitidos a los equipos en la Tierra para su análisis.

Pruebas de las partes móviles de la cámara

El trabajo de puesta en servicio pasó después a la rueda de elementos del WFI. Este mecanismo lleva filtros, prismas y otros componentes ópticos, y selecciona las longitudes de onda que llegan a los detectores. También puede dividir la luz de los objetos astronómicos en colores separados, proporcionando información que una imagen sencilla no puede ofrecer.

La rueda se probó por primera vez sin los efectos de la gravedad el sábado por la noche. Los ingenieros comenzaron a comprobar el sistema de enfoque a la mañana siguiente. Mantener el enfoque será esencial porque se espera que Roman produzca cientos de miles de imágenes durante su misión.

Mientras se desarrollaban estas actividades, los detectores continuaron enfriándose hasta alcanzar su temperatura de funcionamiento definitiva, de aproximadamente menos 300 Fahrenheit, equivalente a menos 183 Celsius. Los resultados de las pruebas indicaron que el WFI está funcionando según lo previsto.

Josh Schlieder, científico del WFI en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, afirmó que la activación satisfactoria confirmó años de trabajo en tierra. Atribuyó el mérito a los equipos de Goddard, BAE Systems y Teledyne, así como a los centros científicos de la misión, y describió el logro como un hito importante.

La búsqueda de planetas cercanos de Roman

El instrumento Coronagraph tiene como objetivo demostrar tecnología para observar directamente planetas que orbitan otras estrellas. Estos planetas son mucho más tenues que las estrellas alrededor de las que giran, lo que dificulta verlos mediante imágenes convencionales.

El coronógrafo de Roman combina óptica, máscaras, espejos deformables y sensores para reducir el resplandor de una estrella anfitriona. Si el sistema funciona según lo previsto, podría permitir detectar parte de la débil luz reflejada por planetas situados alrededor de estrellas cercanas.

En el Centro de Mando del Coronagraph, en Caltech/IPAC, en Pasadena, California, los equipos confirmaron la comunicación con todos los componentes principales del instrumento. Las comprobaciones abarcaron el software, los controles térmicos, los mecanismos, las cámaras y la aviónica. Los ingenieros también demostraron que los controladores en tierra podían operar las piezas móviles que colocan las máscaras, los filtros de color, las lentes y los prismas.

También se probó el sistema térmico, incluida su capacidad para calentar el equipo hasta 72 Fahrenheit, o 22 Celsius. La mayor parte del coronógrafo está diseñada para funcionar aproximadamente a temperatura ambiente, con la excepción de sus detectores. Mantenerlo relativamente caliente simplifica las pruebas y ayuda a conservar las características de los materiales necesarias para sus espejos deformables.

El coronógrafo se encuentra ahora en un periodo de descontaminación de 30 días, durante el cual sus detectores permanecen calientes para que el agua y las sustancias químicas residuales puedan abandonar sus superficies. Los ingenieros interrumpirán ocasionalmente ese proceso para realizar trabajos adicionales de calibración inicial.

Las comprobaciones satisfactorias de los instrumentos de Roman no marcan el final de la puesta en servicio, pero eliminan importantes incertidumbres iniciales. La misión sigue según lo previsto para publicar sus primeras imágenes científicas a principios de 2027.