WFIRST-AFTA, el ‘sustituto’ del telescopio espacial Hubble
El Hubble sigue una órbita terrestre baja, a unos
538 km. de altitud en su perigeo, lo que le permitía recibir la visita
de los transbordadores espaciales para añadir nueva instrumentación o
reparar equipos que estuvieran dañados. Fue lanzado de una pieza, como
si dijéramos, en la bodega de carga del transbordador espacial
Discovery.
JWST va a ser llevado al espacio por un cohete Ariane 5 y lo hará plegado,
porque sus dimensiones son demasiado grandes (con su escudo térmico
desplegado, medirá, aproximadamente, lo mismo que una cancha de tenis).
Su órbita estará a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en L2, lo
que impide cualquier visita de naves tripuladas.
En estos días que celebramos el 25º aniversario del lanzamiento del
telescopio espacial Hubble mucha gente se pregunta qué pasara cuando
este maravilloso instrumento pase a mejor vida, algo que pasará más
pronto o más temprano. Cuando esto ocurra la comunidad científica se
quedará sin una magnífica herramienta que ha revolucionado prácticamente
todos los campos de la astrofísica. ¿Existe un reemplazo para el
Hubble?
Telescopio espacial WFIRST-AFTA (NASA).
La respuesta sencilla es ‘no’. Aunque a veces se suele decir que el
telescopio espacial James Web (JWST) es el sustituto del Hubble, en
realidad no lo es. El James Webb operará principalmente en el espectro
infrarrojo, mientras que el Hubble trabaja principalmente en el espectro
visible (pero también cubre el ultravioleta y el infrarrojo cercano).
Ciertamente el James Webb sustituirá al Hubble como el principal
observatorio espacial en servicio, pero sus objetivos y características
no pueden ser más diferentes.
El único proyecto que puede considerarse heredero del Hubble es el
telescopio espacial WFIRST-AFTA. Este observatorio se encuentra en fase
de diseño y su lanzamiento está planeado para la próxima década siempre y
cuando la NASA encuentre el dinero necesario para financiarlo. WFIRST
(Wide Field Infrared Survey Telescope) nació como una misión
relativamente modesta cuyo objetivo principal era observar las
supernovas más lejanas para estudiar con precisión la energía oscura.
Para ello esta misión habría contado con un espejo de 1,3 metros de
diámetro aproximadamente, bastante más pequeños que el espejo de 2,4
metros del Hubble. Sin embargo, en 2012 la NRO (National Reconnaissance
Office) cedió a la NASA dos telescopios espaciales con espejos primarios
de 2,4 metros de diámetro procedentes de una serie de satélites espías
ya cancelada, probablemente del proyecto FIA (Future Imagery
Architecture).
Telescopio del WFIRST-AFTA, donado por la NRO (NASA).
El ‘regalo’ de la NRO ha permitido ampliar las capacidades del WFIRST
hasta incluir el estudio de exoplanetas y otros objetivos astrofísicos
de interés. Por este motivo la misión fue rebautizada con el nuevo
nombre de WFIRST-AFTA (Astrophysics Focused Telescope Assets).
WFIRST-AFTA tendrá una masa de 6500 kg (4059 kg en seco) y solo contará
con dos instrumentos, ¡pero qué instrumentos! El primero es la cámara
WFI (Wide Field Imager), que aprovechará la corta focal de los
telescopios de la NRO para obtener imágenes con un campo mucho más
amplio que el Hubble. De hecho, la longitud de este observatorio es la
mitad de la del Hubble.
Partes del WFIRST-AFTA (NASA).
Como una imagen vale más que mil palabras, atentos a las siguientes
comparaciones entre los campos de visión de los distintos observatorios
espaciales:
Campo de visión de WFIRST-AFTA (arriba) comparado con distintos instrumentos del Hubble (HST) y el James Webb (JWST) (NASA).
Comparativa entre los campos profundos del WFIRST, el James Webb y el Hubble (NASA).
En los campos ultra profundos del Hubble se pueden ver
hasta diez mil galaxias al mismo tiempo, mientras que el WFIRST-AFTA
captará un millón (!). El campo de visión de la cámara WFI será de 0,28
grados cuadrados (cien veces el del telescopio James Webb) y operará en
el rango de longitudes de onda de 0,76 a 2 micras (también contará con
un espectrógrafo y un grisma).
Tendrá 18 detectores con un total de 288 megapíxels, además de seis
filtros. Gracias a WFI, el telescopio WFIRST-AFTA observará un total de
2700 supernovas lejanas de Tipo Ia con un corrimiento al rojo de hasta
1,7 para determinar la naturaleza de la energía oscura. También podrá
obtener el espectro de veinte millones de galaxias y, atención, será
capaz de detectar nada más y nada menos que 2600 exoplanetas gracias al
método de la microlente gravitatoria. El método de la microlente también
permitirá levantar detallados mapas de la distribución de la materia en
el Universo, incluida materia oscura.
Instrumentos del telescopio (NASA).
Instrumentos del telescopio (NASA).
WFIRST descubrirá miles de planetas mediante el método de la microlente gravitatoria (NASA).
El otro instrumento es un coronógrafo dotado de una cámara, que
operará entre 0,43 y 0,97 micras, y un espectrómetro que estudiará las
longitudes de onda de 0,6 a 0,97 micras. El uso del coronógrafo
permitirá visualizar de forma directa decenas de gigantes gaseosos y de
hielo alrededor de otras estrellas, así como discos protoplanetarios o
cinturones de Kuiper. El coronógrafo ampliaría las capacidades del
telescopio de forma increíble, pero tiene un coste adicional de unos 270
millones de dólares, una cifra nada despreciable en una misión que ya
tiene un presupuesto bien justo.
Simulaciones de espectros de exoplanetas obtenidos por el WFIRST (NASA).
Comparativa de las características de distintos telescopios espaciales (NASA).
En la parte trasera del telescopio se instalará un sistema de
acoplamiento andrógino para permitir futuras misiones de mantenimiento,
lo que será fundamental a la hora de prolongar la vida útil del
observatorio. El telescopio estará situado en la órbita geoestacionaria
-será el primer telescopio espacial situado en esta órbita-, lo que
permitirá enviar a la Tierra ingentes cantidades de datos. El
WFIRST-AFTA, dirigido por el centro Goddard de la NASA, tendrá una vida
útil de seis años, aunque evidentemente podría durar muchos años más. La
cuestión ahora es si la NASA podrá reunir el dinero para construir este
observatorio y lanzarlo la próxima década, algo que no está nada claro
teniendo en cuenta que, con regalos del Pentágono o sin ellos, el James
Webb se ha tragado casi todos los recursos disponibles para la división
astrofísica de la agencia espacial norteamericana.
