Telescopio espacial Nancy Grace Roman
telescopio espacial infrarrojo de la NASA lanzado en 2026
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El Telescopio Espacial Nancy Grace Roman (abreviado como Telescopio Espacial Roman, Roman, NGRST o RST) es un telescopio espacial infrarrojo de la NASA que fue lanzado en una trayectoria hacia una órbita Sol-Tierra L2 el 30 de agosto de 2026 por un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy.[1][2][3] Recibe el nombre de la exjefa de astronomía de la NASA, Nancy Grace Roman.[4]
Roman Space Telescope (RST)
Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST)
Joint Dark Energy Mission (JDEM)
| Telescopio Espacial Nancy Grace Roman | ||
|---|---|---|
|
Modelo renderizado del Telescopio Espacial Roman | ||
| Nombres |
Roman Roman Space Telescope (RST) Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) Joint Dark Energy Mission (JDEM) | |
| Tipo de misión | Telescopio espacial infrarrojo | |
| Operador | NASA / GSFC | |
| Página web | enlace | |
| Duración de la misión |
5 horas, 32 minutos (transcurridos) 5 años (previsto) | |
| Propiedades de la nave | ||
| Fabricante | Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA | |
| Masa de lanzamiento |
10 500 kg (23 100 lb) (planificado) 9 174 kg (20 225 lb) (real) | |
| Potencia eléctrica | 4,5 kW | |
| Comienzo de la misión | ||
| Lanzamiento | 30 de agosto de 2026, 11:26 UTC | |
| Vehículo | Falcon Heavy | |
| Lugar | Kennedy, LC-39A | |
| Contratista | SpaceX | |
| Parámetros orbitales | ||
| Sistema de referencia | Órbita Sol-Tierra L2 | |
| Régimen | Órbita de halo | |
| Altitud del periastro | 188 420 km (117 080 mi) | |
| Altitud del apastro | 806 756 km (501 295 mi) | |
| Tipo | Anastigmato de tres espejos | |
| Diámetro | 2,4 m (7,9 pies) | |
| Ratio focal | f/7.9 | |
| Longitudes de onda | 0,48–2,30 μm (azul a infrarrojo cercano) | |
| Transpondedores | ||
| Banda |
Banda S (soporte TT&C) Banda KA (adquisición de datos) | |
| Ancho de banda |
Dúplex de pocos kbit/s (banda S) 290 Mbit/s (banda KA) | |
 Insignia de la misión Telescopio Espacial Nancy Grace Roman Large Strategic Science Missions | ||
El Telescopio Espacial Roman se base en un espejo primario existente de 2,4 metros (7,9 pies) con un amplio campo de visión, donado por la Oficina Nacional de Reconocimiento y que transportará 2 instrumentos científicos. El Instrumento de Campo Amplio (WFI) es una cámara visible y de infrarrojo cercano multibanda de 300,8 megapíxeles, que proporciona una nitidez de imágenes comparable a la lograda por el Telescopio Espacial Hubble en un campo de visión de 0,28 grados cuadrados, 100 veces mayor que las cámaras de imagen de Hubble. El Instrumento Coronagraph (CGI) es una cámara y espectrómetro de alto contraste y campo de visión pequeño que cubre longitudes de ondas visibles y cercanas al infrarrojo utilizando una novedosa tecnología de supresión de la luz estelar.
Los objetivos declarados[5] incluyen la búsqueda de planetas extrasolares utilizando microlentes gravitatorios,[6] junto con la exploración de la cronología del universo y el crecimiento de la estructura cósmica, con el objetivo final de medir los efectos de la energía oscura,[7] la consistencia de la relatividad general y la curvatura del espacio-tiempo. Roman fue recomendado en 2010 por el comité de Encuesta Decenal del Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos como la máxima prioridad para la próxima década de astronomía. Fue aprobado para su desarrollo y lanzamiento el 17 de febrero de 2016.[8]
Objetivos científicos
Los objetivos científicos de Roman buscan abordar cuestiones de vanguardia en cosmología e investigación de exoplanetas, incluyendo:
- Respondiendo preguntas básicas sobre la energía oscura, complementarias a la misión Euclid de la Agencia Espacial Europea (ESA), incluyendo: ¿La aceleración cósmica es causada por un nuevo componente energético o por la ruptura de la relatividad general a escala cosmológica? Si la causa es un nuevo componente energético, ¿su densidad energética es constante en el espacio y el tiempo, o ha evolucionado a lo largo de la historia del universo? Roman utilizará 3 técnicas independientes para sondear la energía oscura: oscilaciones acústicas bariones, observaciones de supernovas distantes y lentes gravitacionales débiles.
- Completar un censo de exoplanetas para ayudar a responder nuevas preguntas sobre el potencial de vida en el universo: ¿Qué tan comunes son los sistemas solares como el nuestro? ¿Qué determina la habitabilidad de los mundos similares a la Tierra? Este censo utiliza una técnica que pueden encontrar exoplanetas con una masa solo unas pocas veces mayor que la de la Luna: la microlente gravitatoria. El censo también incluirá una muestra de planetas flotantes con masas probablemente equivalentes a la de Marte.[9]
- Estableciendo un modo investigador invitado, que permite a las investigaciones de encuesta responder a diversas preguntas sobre nuestra galaxia y el universo.
- Proporcionando un coronógrafo para la imagen directa de exoplanetas que proporcionarían las primeras imágenes y espectros directos de planetas alrededor de nuestros vecinos más cercanos, similar a nuestros propios planetas gigantes.
- Detección de agujeros negros primordiales.[10]
Instrumentos
El telescopio debe llevar 2 instrumentos. Ambos fueron instalados en el telescopio en diciembre de 2024.[11]
WFI
El Instrumento de Campo Amplio (WFI) es el principal instrumento científico para la misión. Es una cámara de 300,8 megapíxeles que proporciona imágenes multibanda y espectroscopía desde el visible de hasta el infrarrojo cercano (0,48 a 2,30 μm).[12] Ochos filtros científicos, una banda ancha y siete filtros más estrechos proporcionan imágenes de alta calidad en subconjuntos del ancho espectral total del instrumento. También lleva tanto una grama de alta dispersión como un prisma de menor dispersión[13] para espectroscopía sin rendijas de campo amplio.
Un "elemento oscuro" hecho de espectral puede bloquear la luz del espacio y reflejar la luz de calibración en el detector. Los ochos filtros, dos elementos de espectroscopía y el elemento oscuro están todos conectados a un Conjunto de Rueda de Elementos (EWA) que rota un elemento a la vez hasta la posición activa.[14] Esto permite a los científicos elegir qué colores de luz se necesitan para cada misión, o cambiar entre modos de imagen y espectroscopía.
Una matriz de plano focal (FPA) basada en HgCdTe captura un campo de visión de 0,28 grados cuadrados con una resolución de 0,11 segundos de arco. La matriz de detectores está compuesta por 18 detectores H4RG-10 proporcionados por Teledyne.[15] El instrumento cuenta con capacidad de calibración a bordo para ayudar a los científicos a discernir los cambios sutiles en las imágenes de su misión de materia oscura en comparación con las distorsiones ordinarias de la óptica o del FPA.[16] El FPA está acoplado a un conjunto de actuadores hexápodos que pueden reposicionar el plano focal en la mejor posición de enfoque basándose en el análisis desde tierra, para asegurar que las imágenes capturadas sean siempre de alta calidad durante toda la vida útil de la misión. El WFI se completó y envió a la NASA en agosto de 2024.[17]
CGI
El Instrumento Coronagráfico (CGI) es un coronagrama de alto contraste que cubre longitudes de onda más cortas (de 575 nm a 825 nm) utilizando tecnología de supresión de la luz estelar de doble deformidad en espejos. Está designado a lograr una supresión parcial por mil millones de la luz estelar para permitir la detección y espectroscopía de planetas con una separación visual de tan solo 0,15 segundos de arco respecto a sus estrellas anfitriones.[18] CGI está pensado como un demostrador tecnológico para un instrumento de imagen de exoplanetas en un futuro gran observatorio espacial, como el Observatorio de Mundos Habitables (HWO).
Instrumento de Campo Amplio
Instrumento de campo amplio: vista explosiva
Unidad de Pruebas de Ingeniería del Plano Focal de Instrumentos de Campo Amplio de Roman que con 18 detectores H4RG-10 no de vuelo
Conjunto de telescopios ópticos
Conjunto de filtros de color de Coronagraph Instrument
Máscara de plano focal del Instrumento Coronagrafo Roman
Historia
Orígenes
El diseño del Telescopio Espacial Roman comparte herencia con varios diseños propuestos para la Misión Conjunta de Energía Oscura (JDEM) entre la NASA y el Departamento de Energía (DOE). El diseño original, llamado WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) Design Mission 1, fue estudiado entre 2011 y 2012, con un telescopio anastigmato de tres espejos y sin obstáculos de 1,3 m (4,3 ft) de diámetro. Contenía un solo instrumento, un espectrómetro de prisma sin rendija, visible a infrarrojo cercano.
En 2012, surgió otra posibilidad: la NASA podría utilizar un telescopio de segunda mano de la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) fabricado por Harris Corporation para llevar a cabo una misión similar a la prevista para WFIRST. La NRO ofreció donar 2 telescopios, del mismo tamaño que el Telescopio Espacial Hubble pero con una distancia focal menor y, por tanto, un campo de visión más amplio.[19] Esto proporcionó un importante impulso político al proyecto, aunque el telescopio representa sola una fracción modesta del coste de la misión y las condiciones de contorno del diseño del NRO pueden hacer que el coste total supere el de un diseño nuevo. Este concepto de misión, denominado WFIRST-AFTA (Activos de Telescopios Enfocados en Astrofísica), fue desarrollado por un equipo científico y técnico;[20] esta misión es ahora el único plan actual de la NASA para el uso de los telescopios de la NRO.[21] El diseño base roman incluye un coronógrafo para permitir la imagen directa de exoplanetas.[22]
Se estudiaron varias implantaciones de WFIRST/Roman. Estas incluyeron la configuración Joint Dark Energy Mission-Omega, una Misión de Referencia de Diseño Provisional con un telescopio de 1,3 m (4,3 pies), la Misión de Referencia de Diseño 1[23] con un telescopio de 1,3 m, la Misión de Referencia de Diseño 2 con un telescopio de 1,1 m (3,6 pies), y varias iteraciones de la configuración AFTA de 2,4 m (7,9 pies).
Formulacion
En el año fiscal 2014, el Congreso proporcionó 56 millones de dólares para Roman, y en 2015 50 millones de dólares.[24] La ley de gastos del año fiscal 2016 proporcionó 90 millones de dólares para Roman, muy por encima de la solicitud de la NASA de 14 millones, permitiendo que la misión entrara en la "fase de formulación" en febrero de 2016.[24] El 18 de febrero de 2016, la NASA anunció que Roman se había convertido formalmente en un proyecto (en lugar de un estudio), lo que significaba que la agencia tiene la intención de llevar a cabo la misión según lo establecido.[8]
En ese momento, se eliminó la parte "AFTA" del concepto de misión WFIRST-AFTA, ya que solo se estaba siguiendo ese enfoque con un plan de lanzamiento a mediados de la década de 2020. El coste total de Roman en ese momento se esperaba en más de 2.000 millones de dólares estadounidenses;[25] La estimación presupuestaria de la NASA para 2015 era de unos 2.000 millones de dólares estadounidenses en dólares de 2010, lo que corresponde a unos 2.700 millones de dólares reales en el año real (ajustado por inflación).
En el informe final de 2015,[5] Roman fue considerado tanto para una órbita geoestacionaria como para una órbita alrededor del punto de Lagrange Sol-Tierra L2. L2 tiene desventajas frente a la órbita geoestacionaria en cuanto a tasa de datos disponible y propelente necesario, pero ventajas para mejorar las restricciones de observación, mejor estabilidad térmica y un entorno de radiación más benigno. Algunos casos científicos (como la paralaje de microlente de exoplanetas) se mejoran en L2, pero la posibilidad de mantenimiento robótico en cualquiera de las ubicaciones es actualmente desconocida. En febrero de 2016, se decidió usar en órbita halo alrededor de L2.[8]
Desarrollo
La misión comenzó el desarrollo de la Fase A en 2016 con Neils Gehrels, como científico del proyecto, presidiendo el Grupo de Trabajo de Ciencia de Formulaciones junto a los copresidentes Jeremy Kasdin y David Spergel. En abril de 2017, la NASA encargó una revisión independiente del proyecto para asegurar que el alcance y el coste de la misión se comprendieran y alinearan.[26] La revisión reconoció que Roman ofrece "capacidades de prospección revolucionarias y sin precedentes para energía oscura, exoplanetas y astrofísica general". pero dirigió a la misión a "reducir el coste y la complejidad los suficiente como para tener una estimación de costes coherente con el objetivo de costes de 3.200 millones de dólares estadounidenses establecido al inicio de la Fase B".[27]
En enero de 2018, la NASA anunció las reducciones realizadas en respuesta a esta recomendación, y que Roman procedería a la revisión de diseño de la misión en febrero de 2018 y comenzaría la Fase B en abril de 2018.[28] La NASA confirmó (marzo de 2018) que los cambios realizados en el proyecto habían reducido su coste estimado de ciclo de vida a 3.200 millones de dólares estadounidenses y que la decisión de la Fase B estaba prevista para comenzar el 11 de abril de 2018.[29]
En febrero de 2018, la administración de Trump propuso un presupuesto para el año fiscal 2019 que habría retrasado la financiación del Roman (entonces llamado WFIRST), citando prioridades más altas dentro de la NASA y el creciente coste del telescopio.[30] La propuesta de desfinanciación del proyecto fue criticada por astrónomos profesionales, quienes señalaron que la comunidad astronómica estadounidense había calificado a Roman como la misión espacial de mayor prioridad para la década de 2020 en el Decadal Survey en 2010.[31][32] La Sociedad Astronómica Americana expreso una "grave preocupación" por la propuesta de desfinanciación y señalo que el coste estimado de ciclo de vida de Roman no había cambiado en los 2 años anteriores.[33]
En acuerdo, el Congreso de Estados Unidos aprobó un presupuesto roman para el año fiscal 2018 los días 22 y 23 de marzo de 2018, superando la solicitud presupuestaria de la administración para ese año, declarando que "rechaza la cancelación de prioridades científicas recomendadas por el proceso de encuesta decenal de la Administración Nacional de Ciencias", y ordeno a la NASA que elaborara nuevas estimaciones sobre los costes totales y anuales de desarrollo de Roman.[34][29] El presidente de los Estados Unidos anunció que había firmado el proyecto de ley el 23 de marzo de 2018.[35]
El 30 de noviembre de 2018, la NASA anunció que había adjudicado un contrato para el telescopio.[36] Esto fue para una parte llamada Optical Telescope Assembly (OTA), y se extendió hasta 2025.[36] Esto fue en colaboración con el Centro de Vuelo Espacial Goddard, para el cual se planeaba la entrega de la OTA como parte del contrato.[36]
La NASA fue financiada mediante un proyecto de ley de asignación para el año fiscal 2019 el 15 de febrero de 2019, con 312 millones de dólares para Roman, rechazando la solicitud de reducción presupuestaria del Presidente y reafirmando el deseo de completar Roman con un presupuesto de planificación de 3.200 millones de dólares.[37]
Una descripción de febrero de 2019 de las capacidades de la misión está disponible en un documento técnico emitido por miembros del equipo roman. En marzo de 2019, la administración de Trump volvió a proponer recortar fondos al Roman en su propuesta presupuestaria para el año fiscal 2020 al Congreso.[38] En un testimonio del 27 de marzo de 2019, el administrador de la NASA, Jim Brindenstine, insinuó que la NASA continuaría con Roman después del Telescopio Espacial James Webb, afirmando: "WFIRST será una misión crítica cuando James Webb este en órbita".[39] En una presentación realizada el 26 de marzo de 2019 al Comité de Astronomía y Astrofísica de las Academias Nacionales, el director de la División de Astrofísica de la NASA, Paul L. Hertz, afirmó que Roman "mantiene su coste de 3.200 millones de dólares por ahora... Necesitamos 542 millones de dólares en el año fiscal 2020 para mantenernos en marcha". En ese momento, se indicó que Roman celebraría su Revisión Preliminar de Diseño (PDR) para la misión global en octubre en 2019, seguida de una confirmación formal de la misión a principios de 2020.
La NASA anunció con la finalización de la Revisión Preliminar de Diseño (PDR) el 1 de noviembre de 2019, pero advirtió que, aunque la misión seguía en camino para la fecha de lanzamiento en 2025, las carencias en la propuesta presupuestaria del Senado para el año 2020 para Roman amenazaban con retrasarla aún más.[40]
El 2 de marzo de 2020, la NASA anunció que había aprobado que WFIRST procediera a su implementación, con un coste de desarrollo esperado de 3.200 millones de dólares estadounidenses y un coste total máximo de 3.934 mil millones de dólares, incluyendo el coronógrafo y 5 años de operaciones científicas de misión.[41] El 20 de mayo de 2020, el administrador de la NASA, Jim Brindenstine, anunció que la misión se llamaría Telescopio Espacial Nancy Grace Roman en reconocimiento al papel del antiguo jefe de astronomía de la NASA en el campo de la astronomía.[4]
El 31 de marzo de 2021, la Oficina del Inspector General (OIG) de la NASA público un informe que afirmaba que el desarrollo del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman se había visto afectado por la pandemia de COVID-19, que afectó a Estados Unidos en un momento especialmente importante en el desarrollo del telescopio. La NASA espera un impacto total de 400 millones de dólares estadounidenses debido a la pandemia y su efecto en los subcontratistas del proyecto.[42]
El 29 de septiembre de 2021, la NASA anunció que Roman había aprobado su Revisión Crítica de Diseño (CDR), y que, con los impactos previstos por las interrupciones por el COVID-19, y con la fabricación del hardware de vuelo completada para 2024 seguida de la integración de la misión, la fecha de lanzamiento sería a más tardar en mayo de 2027.[43] El 19 de julio de 2022, la NASA anunció que Roman sería lanzado en un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy, con un contrato que especificaba la preparación para octubre de 2026 y un coste de lanzamiento de aproximadamente 255 millones de dólares.[44]
Construcción
En septiembre de 2024, el bus satelital que transportará el telescopio se completó en gran medida.[45] En diciembre siguiente, los instrumentos y el conjunto de espejos se integraron con éxito en una sección llamada "instrumento carrier".[46] En octubre de 2024, el telescopio superó una importante 'prueba de giro'.[47]
En abril de 2025, la segunda administración Trump propuso recortar nuevamente la financiación de Roman como parte de su borrador presupuestario para el año fiscal 2026. Esto formaba parte de recortes más amplios propuestos al presupuesto científico de la NASA, bajando a 3.900 millones de dólares estadounidenses desde su presupuesto para el año fiscal 2025 de 7.500 millones de dólares.[48] El 25 de abril de 2025, la Oficina de Gestión y Presupuestario de la Casa Blanca anunció un plan para cancelar decenas de misiones espaciales, incluyendo el Telescopio Espacial Roman, como parte de los recortes.[49] Un presupuesto revisado publicado el 31 de mayo de 2025 no incluyó la cancelación del Telescopio Espacial Roman.[50]
Durante el cierre de gobierno federal en 2025, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA comenzó a cerrar varios edificios y a consolidar equipos, lo que la agencia describe como una "consolidación estratégica" preplanificada que no se espera afecte a las misiones.[51] Un portavoz de la NASA dijo a CNN que el trabajo en el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman y la misión Dragonfly continuarían durante el cierre como operaciones exceptuadas.[51] Según Space.com, algunos empleados del centro expresaron preocupación de que la forma y el momento de los cierres pudieran interrumpir el trabajo en esos proyectos,[52] y CNN informó que un documento interno elaborado por el personal de Goddard citaba posibles impactos en laboratorios especializados de pruebas.[51] La construcción del telescopio finalizó el 25 de noviembre de 2025.[53]
Lanzamiento
El 21 de junio de 2026, el telescopio terminado llegó al Centro Espacial Kennedy, en preparación para el lanzamiento.[54] A fecha de 21 de julio de 2026 el telescopio había terminado de repostar con una fecha estimada de lanzamiento para el 30 de agosto de 2026.[55] El telescopio fue lanzado según lo previsto el 30 de agosto de 2026 a las 11:26 UTC.[1][2][3]
Instituciones, sociedades y otros
La oficina del proyecto Roman se encuentra en el Centro de Vuelo Espacial Goddard (GSFC) de la NASA en Greebelt, Maryland, y es responsable de la gestión general del proyecto. GSFC también lidera el desarrollo del Instrumento de Campo Amplio, la nave espacial y el telescopio.
El Instrumento Coronagraph se está desarrollando en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Las actividades de apoyo científico para Roman se comparten entre el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, que es el Centro de Operaciones Científicas; el Centro de Procesamiento y Análisis Infrarrojo en Pasadena, California; y GSFC.
Socios
Cuatro socios internacionales, a saber, la agencia espacial francesa CNES, la Agencia Espacial Europea (ESA), la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) y el Instituto Max Planck de Astronomía, se han unido a la NASA para proporcionar diversos componentes y apoyo científico a Roman.[56][28][57] A partir de 2016, la NASA mostro interés en las contribuciones de la ESA a la nave espacial, el coronógrafo y el soporte de la estación terrestre.[58] Para el instrumento coronagráfico, se han establecido contribuciones de Europa y Japón.[58]
En 2018, se consideró una contribución del Instituto Max Planck de Astronomía (MPIA) de Alemania, concretamente las ruedas de filtro para la máscara bloqueadora de estrellas dentro del coronógrafo.[59] En 2016, la agencia espacial japonesa JAXA propuso añadir un módulo de polarización para el coronógrafo, además de un compensador de polarización. Una capacidad de polarimetría precisa en Roman podría reforzar el argumento científico para exoplanetas y discos planetarios, lo que muestra polarización.[60][61] El apoyo terrestre será proporcionado por una nueva estación de la NASA en White Sands, Nuevo México, la estación Misasa en Japón y la estación New Norcia de la ESA en Australia.[62]
Contratos de construcción
En mayo de 2018, la NASA adjudicó un contrato plurianual a Ball Aerospace (ahora llamada BAE Systems Space & Mission Systems) para proporcionar componentes clave (el Ensamblaje Opto-Mecánico) para el Instrumento de Campo Amplio en Roman.[63] En junio de 2018, la NASA adjudicó un contrato a Teledyne Scientific and Imaging para proporcionar los detectores infrarrojos del Instrumento de Campo Amplio.[64] En noviembre de 2018, la NASA adjudicó el contrato para el ensamblaje de telescopios ópticos a Harris Corporation de Rochester, Nueva York.[36] Mediante un acuerdo firmado en junio de 2022,[65] MPIA diseñó, construyó y proporcionó todos los Mecanismos de Alineación de Precisión (PAM) de CGI[66] que operan, estabilizan y controlan elementos ópticos como los filtros ópticos.[67]
Galería
Una imagen simulada de parte de la galaxia de Andrómeda
Esta imagen simulada muestra la luz roja e infrarroja de más de 50 millones de estrellas en Andrómeda, tal como aparecerían con WFIRST
Una figura compuesta muestra la región de Andrómeda cubierta por la simulación del Telescopio Espacial Roman. Roman podría fotografiar el cuerpo principal de Andrómeda con solo unos pocos apuntamientos, explorando la galaxia casi 1500 veces más rápido que el Telescopio Espacial Hubble.
Véase también
- Explorador de Encuesta Infrarroja de Campo Amplio – Satélite de la NASA del programa Explorer
- Telescopio Espacial Spitzer – Telescopio espacial infrarrojo de la NASA (2003-2020)
- Xuntian – Telescopio espacial chino planificado
