Presto astronomi e astrofisici avranno più potere osservativo di quanto non sappiano cosa farne. Non solo il James Webb Space Telescope un giorno, qualche volta nei prossimi due anni, speriamo, se tutto va bene, e se il coronavirus non lo ritarda di nuovo, avvia e avvia le operazioni. Ma un altro potente telescopio spaziale della NASA chiamato WFIRST ha superato un importante stadio ed è un passo avanti verso la realtà.
WFIRST è l'acronimo di Wide Field Infrared Survey Telescope. Avrà un obiettivo da 2,4 metri, delle stesse dimensioni dell'obiettivo di Hubble. Ma WFIRST avrà un ampio campo visivo che è 100 volte più grande di quello di Hubble. Porterà due strumenti scientifici: il Wide Field Instrument (WFI) e uno strumento coronagrafo. Sarà inoltre dotato di una fotocamera da 300 megapixel.
Sebbene la parola Infrarosso sia nel nome del telescopio, osserverà anche alla luce visibile. Un comunicato stampa della NASA afferma che WFIRST sarà in grado di "... rilevare deboli segnali a infrarossi da tutto il cosmo generando allo stesso tempo enormi panorami dell'universo ..." È previsto il lancio a metà degli anni '20.
Dopo aver recentemente superato un traguardo fondamentale, la NASA ha dato a WFIRST il via libera per iniziare lo sviluppo e il test dell'hardware. Il design di WFIRST è già molto avanzato e il telescopio spaziale utilizza molta tecnologia già matura. Questo è uno dei motivi per cui il progetto ha un costo di sviluppo previsto di soli $ 3,2 miliardi circa, che è molto più basso del prezzo di JWST di circa $ 10 miliardi.
Il design di WFIRST richiede molta tecnologia già collaudata, in particolare i componenti del telescopio di qualità Hubble. La NASA afferma inoltre che gran parte del progetto si basa sulle lezioni apprese sull'arduo percorso di completamento di James Webb.
Il prossimo passo per WFIRST è finalizzare la progettazione della missione. La NASA costruirà unità di test e modelli di ingegneria per vedere se il progetto resisterà sia al lancio che a eventuali operazioni nello spazio. Dopo il lancio, WFIRST entrerà in un'orbita alone nel punto Sun-Earth LaGrange 2, lo stesso del JWST.
"Con una combinazione senza precedenti di ampiezza e profondità, WFIRST aprirà una nuova era nella visione del nostro universo."
Dal video della NASA "L'immagine simulata mostra la potenza del WFIRST della NASA".
WFIRST ha obiettivi scientifici davvero interessanti. Come un telescopio a infrarossi, è adatto a rispondere a domande più ampie sull'Universo. Uno degli obiettivi è quello di rispondere ad alcune domande sull'energia oscura, la forza che guida l'espansione dell'Universo. I cosmologi vogliono sapere come l'energia oscura è cambiata nel tempo, come e perché l'espansione dell'Universo sta accelerando.
Il telescopio lavorerà anche su esopianeti, uno degli argomenti più importanti in astronomia. Non sappiamo ancora quanto siano comuni i sistemi solari come i nostri e come sia determinata l'abitabilità. WFIRST aiuterà gli astronomi a rispondere a queste domande.
Utilizzerà il suo coronagraph per visualizzare direttamente grandi pianeti extrasolari. Ci vorranno anche spettri di quei pianeti per determinare la loro composizione atmosferica, qualcosa che ci aiuterà a rilevare le biosignature.
Uno degli obiettivi più interessanti di WFIRST è un censimento esopianeta. La NASA prevede di utilizzare il fenomeno della microlensing per completare un censimento statistico degli esopianeti nella Via Lattea. Il microlensing è quando un pianeta invisibile al di fuori del nostro Sistema Solare si muove di fronte a una stella di sfondo distante. La gravità del pianeta funge da obiettivo, ingrandendo la luce delle stelle e facendola apparire più luminosa. La NASA prevede che WFIRST scoprirà migliaia di esopianeti in questo modo, con alcuni documenti che suggeriscono 70.000 esopianeti.
Il telescopio affronterà anche altre domande man mano che vengono determinate. Le scienze spaziali e i telescopi spaziali sono pieni di sorprese, quindi probabilmente ci saranno scoperte che non possiamo prevedere in anticipo e alcuni risultati sorprendenti.
WFIRST fornirà le stesse immagini ad alta risoluzione di Hubble, ma con un campo visivo molto più ampio. Un paio di mesi fa, la NASA ha pubblicato un video che mostra il potere di WFIRST. Come mostra il video, un ritratto di Hubble della galassia di Andromeda ha richiesto oltre 400 singole immagini per essere catturate e composte in una sola. Hubble ha anche impiegato 4 anni per farlo. Il potente WFIRST sarà in grado di creare un mosaico simile con solo due immagini. E bastano solo 90 minuti per catturare ciascuno dei due.
Sebbene WFIRST sia un telescopio a infrarossi, differisce dal JWST - che è anche un "ambito a infrarossi" in diversi modi. Mentre WFIRST fornirà viste panoramiche del cosmo, JWST è molto più sensibile agli infrarossi. La sensibilità di JWST ha un prezzo però. Richiede un freddo estremo per eseguire tali osservazioni e il telescopio ha uno schermo solare complesso e critico per mantenerlo fresco. Quel parasole deve essere ripiegato e impacchettato nel razzo per il lancio e dispiegato prima che il JWST inizi a funzionare.
WFIRST è anche un telescopio a infrarossi, ma non richiede la stessa bassa temperatura operativa. Ha ancora bisogno di un sistema di raffreddamento, ma non di un parasole ingombrante e tecnologicamente complesso. La temperatura operativa di JWST è di 50 Kelvin (-223 ° C o -370 ° F). La temperatura operativa di WFIRST non è ancora stata finalizzata, ma i documenti di progettazione della NASA indicano che sono circa 200 Kelvin (-73 C o -100 F).
Sia JWST che WFIRST sono ambiti a infrarossi e le loro missioni possono sovrapporsi in qualche modo. Quando WFIRST trova qualcosa di particolarmente interessante, JWST può osservarlo con una maggiore sensibilità agli infrarossi. Questo tipo di sovrapposizione è un elemento costitutivo delle missioni e dei progetti del telescopio. Ad esempio, il prossimo Osservatorio Vera C. Rubin, che dovrebbe vedere la prima luce entro la fine dell'anno, esaminerà il cielo alla ricerca di oggetti transitori. Quando viene individuato qualcosa come una supernova, altri telescopi avranno il compito di osservarla più da vicino.
Per ora, WFIRST è finanziato solo fino a settembre 2020. La NASA sta prendendo quella precauzione amministrativa perché vuole finire James Webb e farlo funzionare. Avere due grandi e complessi progetti in corso contemporaneamente - entrambi i telescopi spaziali - complica entrambi i progetti.
La data provvisoria del lancio di WFIRST è prevista per l'anno 2025. La durata prevista della missione è di cinque anni.
DI PIÙ:
- Comunicato stampa: la NASA approva lo sviluppo della missione di studio dell'universo e di ricerca del pianeta
- NASA: Wide Field Infrared Space Telescope
- Technical Paper: The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s
- Space Magazine: WFIRST ottiene il suo Coronagraph, per bloccare la luce delle stelle e rivelare i loro pianeti
