WFIRST-AFTA, el ‘sustituto’ del telescopio espacial Hubble

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).
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).
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).
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:

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Campo de visión de WFIRST-AFTA (arriba) comparado con distintos instrumentos del Hubble (HST) y el James Webb (JWST) (NASA).
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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).
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Instrumentos del telescopio (NASA).
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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).
Simulaciones de espectros de exoplanetas obtenidos por el WFIRST (NASA).
Comparativa de las características de distintos telescopios espaciales (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.

Referencias:



31 Comentarios

  1. Las sondas tienen ese aura apasionante de exploración, pero los telescopios espaciales son instrumentos igual de asombrosos y realmente cosechan unos datos que quitan el hipo. Lástima que el desarrollo del JWST se haya convertido en ese pozo sin fondo que ha obligado a fusilar a varios proyectos igual de interesantes…

    Parece ser que las misiones de mantenimiento serían automáticas (página 124 http://wfirst.gsfc.nasa.gov/science/sdt_public/WFIRST-AFTA_SDT_Report_150310_Final.pdf )…lo que es raro porqué yo creía que una de las justificaciones de la Orion era precisamente llevar astronautas a órbita geostacionaria.

    1. La órbita geoestacionaria queda dentro del cinturón exterior de Van Allen (que se extiende hasta los 60.000 kms). El tipo de partículas que contiene (esencialmente electrones) tiene un efecto limitado sobre los satélites, pero imagino que no es muy saludable para un humano.

      Supongo que una opción sería usar un remolcador como el Jupiter para mover el telescopio a una órbita segura donde pueda ser reparado por humanos, si es que no es posible hacerlo robóticamente.

      1. Es cierto, Jordi, que la radioactividad es mayor en la órbita geoestacionaria que en LEO, pero para una misión de mantenimiento la radiación no sería especialmente significativa, ya que estaríamos hab
        lando de una misión de pocos días.
        Eso sí, a no ser que coincida con una tormenta solar

      2. Más que por las misiones de mantenimiento, lo veo mal por la vida útil de las cámaras, que se degradan rápidamente con las radiaciones esas. El mismo Hubble ve deterioradas sus cámaras relativamente rápido con la radiación que ya recibe donde está.

  2. Y eso que el James Webb parecía ser la leche. Qué triste desperdicio. Ahora a ver cuánto tiempo se pueden mantener los espejos en buenas condiciones hasta que se tenga presupuesto para lanzarlos a órbita.

  3. Ola, entonces la especialidad de estos telescopios es el espacio profundo (aunque no hay que minusvalorar las observaciones del VLT). Está la duda de si podría enfocar más cerca, al exterior de nuestro Sistema Solar para estudiar Urano, Neptuno y nuestro propio cinturón de Kuiper en detalle.

      1. Lamentablemente, la detección no es en forma de fotografía, sino de espectro. Eso sí, de luz visible. No es, desde luego, tan interesante visualmente, aunque para lo que comentas habrá que esperar más. Quien quiera ver los espectros o una descripción de la técnica, puede leer la publicación en este enlace.

  4. Ohjala que el telescopio pueda ser construido y enviado a orbita. Esperemos que un alma caritativa en el Congreso o la Casa Blanca se apiade de esto. Quizas con este telescopio pudieramos ver el momento de la Gran Explosión.

    Cuando se estaba planeando el cohete Ares V, había un video de una propuesta interesante: un telescopio de 8 metros. Este sería lanzado en el Ares V y luego cologado en alguna posición Lagrange desde donde pudiera hacer sus observaciones. Cada cinco años, el telescopio regresaría a una orbita cercana a la Tierra, y desde ahí, una nave Orion le haría servicio.

  5. Yo me siento pesimista sobre este proyeto no creo que la nasa pueda obtener la finansoision
    sufisiente y mas si tenemos en cuenta que el congreso de EEUU es un nido de creasionistas y negasionista climaticos

  6. Pero vamos a ver… Soy ultra-friki de la exploración espacial, pero a veces se nos va la pinza… 270 millones MÁS por un coronógrafo? De qué coño está hecho? Plutonio? Tinta de impresora??? No me cuadra, incluso con el I+D… 270 millones es muchiiiiiiisimo dinero, mucho más q el presupuesto anual de cualquier gran (muy grande) hospital en España! Por un instrumento? Suerte para convencer a cualquier político (normalmente de letras)…

    1. Si… yo pensé lo mismo, me lo trataba de imaginar.. el disco, los parantes que lo sostienen…. ehh, pss… o capaz que es un disco independiente con su propia propulsión…….. y.. ohhh ehh
      Je je
      Ahora ya entienco como llevan gastado como 10mil millones en el JWST!!

  7. Una pregunta Daniel ¿ Si el James Web no tuviera la opción para ser reparada en el Espacio por una misión tripulada? ¿Sería muchisimo más barato? Lo digo por tu articulo sobre la historia del Hubble, el cual, parece que si no hubiera sido hecho así, entonces habría habido mas presupuesto para lanzar una flotilla de Hubbles.

  8. Hay una cosa importante en este proyecto que tendría que valorar la NASA. Es un proyecto visual. Hablamos de fotografias visibles para todo el público. Y eso es expectación. Y eso es imagen. Y eso es interés del público en general. Y a más interes del público más facilidades para la financiación. Aquí la NASA se juega pasta…. conseguir pasta.

  9. A mi entender todo el tema es penoso. Dejando a un lado la desorbitada cifra de los 250 millones de dólares (si es que es cierta) y el fiasco del JWT, que mejor que no se hubiera construido, pensemos un poco en el WFIRST-AFTA:

    Hace bastantes años el ministerio de defensa norteamericano donó los tubos y espejos (la electrónica esta clasificada y se retiró) de dos satélites espías para que la NASA los reutilizara. Eso significa que esos dos objetos era ya obsoletos entones y que los militares tienen ya telescopios espías de más de 3 metros apuntando a la Tierra cuyo coste es secreto y no importa a nadie. Sin embargo, hay que mendigar dinero para reconvertir esos dos cascajos en algo útil para la ciencia.
    En este caso del WFIRST-AFTA se trata de intentar contestar a la pregunta de si estamos solos y de si hay vida en otros planetas, algo trascendental desde todos los puntos de vista. Pero parece que los políticos prefieren gastarse el dinero en otras cosas. Sólo nos dan migajas para mantenernos contentos mientras dilapidan miles de millones en juguetes de guerra.
    De todos modos, yo me ahorraría un robotito inútil de los que envían a Marte cada dos años y construiría el coronógrafo y la sombrilla espacial.

  10. Tras el final de la misión Messenger, estrellando la sonda contra Mercurio, me ha surgido la duda:
    ¿qué se tiene pensado hacer con el Hubble cuando deje de ser útil?

    1. Nada. Con suerte le acoplarán algún módulo de propulsión para reentralo de forma controlada. Si no, se quemará de forma descontrolada. Pero tardará en hacerlo porque está en una órbita elevada.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 23 abril, 2015
Categoría(s): ✓ Astronáutica • NASA