Una imagen compuesta SuperBIT óptica y ultravioleta de los 'Pilares de la Creación', troncos de gas y polvo en la Nebulosa del Águila, a 7,000 años luz de distancia en dirección a la constelación de Serpens. Crédito: equipo SuperBIT, de Romualdez et al. (2018) SPIE 10702
SuperBIT: un telescopio de bajo costo para rivalizar con el Hubble, llevado por un globo del tamaño de un estadio de fútbol
Las universidades de Durham, Toronto y Princeton se han asociado con la NASA y la Agencia Espacial Canadiense para construir un nuevo tipo de telescopio astronómico. SuperBIT vuela por encima del 99.5% de la atmósfera terrestre, transportado por un globo de helio del tamaño de un estadio de fútbol. El telescopio hará su debut operativo el próximo abril y cuando se implemente debería obtener imágenes de alta resolución que rivalicen con las del Telescopio Espacial Hubble. Mohamed Shaaban, estudiante de doctorado en la Universidad de Toronto, describirá SuperBIT en su charla de mañana (miércoles 21 de julio de 2021) en la Reunión Nacional de Astronomía RAS en línea (NAM 2021).
La luz de una galaxia distante puede viajes miles de millones de años hasta llegar a nuestros telescopios. En la última fracción de segundo, la luz tiene que atravesar la turbulenta y arremolinada atmósfera de la Tierra. Nuestra visión del universo se vuelve borrosa. Para superar parte de esto, se construyen observatorios terrestres en lugares de gran altitud, pero hasta ahora sólo colocar un telescopio en el espacio escapa al efecto de la atmósfera.
El Telescopio de imágenes transportado por globos de superpresión (o SuperBIT) tiene un espejo de 0.5 metros de diámetro y es transportado a 40 km de altitud por un globo de helio con un volumen de 532,000 metros cúbicos, aproximadamente del tamaño de un estadio de fútbol.
Preparativos finales de SuperBIT para su lanzamiento desde la base de globos estratosféricos de Timmins, Canadá, en septiembre de 2019. Credit: Steven Benton, Universidad de Princeton
Su último vuelo de prueba en 2019 demostró una extraordinaria estabilidad de puntería, con una variación de menos de una treinta y seis milésima de grado durante más de una hora. Esto debería permitir que un telescopio obtenga imágenes tan nítidas como las del telescopio espacial Hubble.
Nadie ha hecho esto antes, no solo porque es extremadamente difícil, sino también porque los globos pueden permanecer en el aire solo unas pocas noches: demasiado poco para un experimento ambicioso. Sin embargo, la NASA desarrolló recientemente globos de 'superpresión' capaces de contener helio durante meses. Está previsto que SuperBIT se lance en el próximo globo de larga duración, desde Wanaka, Nueva Zelanda, en abril. Transportado por vientos estacionales estables, circunnavegará la Tierra varias veces, tomando imágenes del cielo durante toda la noche y luego usando paneles solares para recargar sus baterías durante el día.
Con un presupuesto para la construcción y operación del primer telescopio de US$5 millones (£3.62 millones), SuperBIT costó casi 1000 veces menos que un satélite similar. Los globos no solo son más baratos que el combustible para cohetes, sino que la capacidad de devolver la carga útil a la Tierra y relanzarla significa que su diseño se ha modificado y mejorado durante varios vuelos de prueba. Los satélites deben funcionar a la primera, por lo que normalmente tienen redundancia (fenomenalmente costosa) y tecnología de hace una década que tuvo que ser calificada para el espacio por la misión anterior. Las cámaras digitales modernas mejoran cada año, por lo que el equipo de desarrollo compró la cámara de última generación para el último vuelo de prueba de SuperBIT unas semanas antes del lanzamiento. Este telescopio espacial seguirá siendo actualizable o tendrá nuevos instrumentos en cada vuelo futuro.
El globo SuperBIT en vuelo, sobre las instalaciones científicas de globos aerostáticos de Columbia de la NASA, Texas, en junio de 2016. Crédito: Richard Massey/Universidad de Durham
A más largo plazo, el telescopio espacial Hubble no se reparará nuevamente cuando falle inevitablemente. Durante los 20 años siguientes, las misiones de la ESA/NASA permitirán obtener imágenes solo en longitudes de onda infrarrojas (como el telescopio espacial James Webb que se lanzará este otoño) o en una sola banda óptica (como el observatorio Euclid que se lanzará el próximo año).
Para entonces, SuperBIT será la única instalación en el mundo capaz de realizar observaciones ultravioleta y óptica multicolor de alta resolución. El equipo ya tiene fondos para diseñar una actualización del telescopio de apertura de 0.5 metros de SuperBIT a 1.5 metros (la capacidad de carga máxima del globo es un telescopio con un espejo de unos 2 metros de ancho). Aumentar diez veces el poder de captación de luz, combinado con su lente de ángulo más amplio y más megapíxeles, hará que este instrumento más grande sea incluso mejor que el Hubble. El bajo costo incluso hace posible tener una flota de telescopios espaciales que ofrecen tiempo a los astrónomos de todo el mundo.
“La nueva tecnología de globos hace que visitar el espacio sea económico, fácil y respetuoso con el medio ambiente”, dijo Shaaban. "SuperBIT se puede reconfigurar y actualizar continuamente, pero su primera misión observará los aceleradores de partículas más grandes del Universo: colisiones entre cúmulos de galaxias".
El objetivo científico para el vuelo de 2022 es medir las propiedades de las partículas de materia oscura. Aunque la materia oscura es invisible, los astrónomos mapean la forma en que desvía los rayos de luz, una técnica conocida como lente gravitacional. SuperBIT probará si la materia oscura se ralentiza durante las colisiones. Ningún colisionador de partículas en la Tierra puede acelerar la materia oscura, pero esta es una firma clave predicha por teorías que podrían explicar las observaciones recientes de muones de comportamiento extraño.
“Los hombres de las cavernas podrían romper rocas para ver de qué están hechas”, agregó el profesor Richard Massey de la Universidad de Durham. “SuperBIT está buscando el crujido de la materia oscura. Es el mismo experimento, solo necesitas un telescopio espacial para verlo”.
Reunión: Reunión Nacional de Astronomía de la Royal Astronomical Society
