Los 4 telescopios espaciales de los próxima década

HabEx

El Observatorio de Exoplanetas Habitables (HabEx) ha sido diseñado como un sucesor del Telescopio Espacial Hubble (HST) con capacidades mejoradas para la década del 2030.

HabEx tiene los siguientes 3 objetivos:

1. Obtener imágenes directas de exoplanetas, especialmente de aquellos similares a la Tierra y caracterizar su contenido atmosférico. Al medir los espectros de la luz proveniente de estos planetas, HabEx buscará firmas de habitabilidad como el agua, y será sensible a los gases en la atmósfera, que pueden indicar actividad biológica, como el oxígeno o el ozono.
2. Mapear los sistemas planetarios cercanos y entender la diversidad de los mundos que contiene. HabEx tomará las primeros “albumes familiares” de sistemas planetarios cercanos, detectando y caracterizando tanto planetas interiores como exteriores.
3. Finalmente, HabEx permitirá una amplia gama de estudios de astrofísica general, desde el estudio de las primeras épocas de la historia del Universo, hasta la comprensión del ciclo de vida y la muerte de las estrellas más masivas, que en última instancia suministra los elementos necesarios para mantener la vida tal como la conocemos. Estos estudios estarán habilitados por la misma tecnología que permitirá a HabEx estudiar planetas similares a la Tierra: un telescopio grande y estable en el espacio con una resolución sin precedentes que es sensible a espectro ultravioleta, óptico e infrarrojo cercano.

HabEx estará compuesto por un espejo monolítico de 4 m, que le permitirá capturar 3 veces mas energía que el HST. Podrá observar y realizar espectrografía en el rango ultravioleta, visible e infrarrojo cercano, capacidades similares en rango al HST pero muy mejoradas. Para realizar su trabajo específico de análisis de exoplanetas, HabEx dispondrá de 2 métodos para ocultar la luz de las estrellas: un coronografo y una sombra estelar.

Los instrumentos son:

1. Un coronógrafo interno que le permite disminuir la luz de las estrellas para poder ver los planetas.
2. Un sombra estelar de 52 m de diámetro que podrá situarse a una distancia de entre 76 mil km a 150 mil km del telescopio. Su función es ocultar la luz proveniente de la estrella antes de que entre al telescopio.

3. Cámara y Espectrógrafo Ultravioleta: cubre 115–320 nm y con 10 veces más área efectiva que el espectrógrafo de HST (150-300 nm)
4. Cámara y Espectrógrafo Visible e Infrarrojo cercano: con una resolución espectral de 1,000., el canal visible cubre 370 a 950 nm y el canal IR cercano cubre 950 a 1800 nm. Proporcionará capacidades similares al HST pero significativamente más sensible.

Este telescopio se ubicará en órbita solar, en el segundo punto de Lagrange L2 Sol- Tierra, al igual que el JWST, a 1,5 millones de km de la Tierra. Y esta pensado para operar por 10 años.

LUVOIR

Gran Telescopio Infrarrojo Óptico y Ultravioleta es el proyecto mas ambicioso en observatorio espaciales. Cubrirá múltiples longitudes de onda (100 – 2000 nm) siguiendo la herencia del telescopio espacial Hubble. Sus objetivos científicos permitirían avances transformadores en una amplia gama de astrofísica: análisis de exoplanetas, investigación de los orígenes del universo, estudios de astrofísica general y exploración del sistema solar. Compite con el HabEx en el propósito pero es mucho mas ambicioso.

Se están considerando dos arquitecturas, LUVOIR-A, con un espejo de 15 m y 4 instrumentos y LUVOIR-B con un espejo de 8 m y 3 instrumentos. Utilizara al igual que el JWST, un espejo segmentado de hexágonos, con una arquitectura escalable y con posibilidad de mantenimiento. LUVOIR-A tendrá una sombra solar de 56 x 56 m mientras que su variante mas pequeña tendrá una sombra solar de 48 x 48 m.

Con una fecha de lanzamiento propuesta de fines de la década de 2030, este observatorio incluye instrumentos de última generación actualizables.

Los instrumentos son:

1. El coronógrafo ECLIPS: está diseñado para suprimir la deslumbrante luz de las estrellas para pueda observarse la débil luz de los planetas adyacentes a ellas. ECLIPS logrará una relación de contraste objetivo de mas de 10 mil millones de veces (1E10) para lograr estas observaciones. ECLIPS tiene 3 canales simultáneos: UV cercano (200-500 nm), óptico (500-1000 nm) e IR cercano (1000-2000 nm) que le permitirá buscar biofirmas de 0z0no (O3), oxigeno (O2), vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4). Cada canal está equipado con dos espejos deformables para el control del frente de onda, un conjunto de máscaras de coronógrafo, un sensor de frente de onda de bajo orden/fuera de banda y una cámara de imagen y/o espectrógrafo de campo integral de ciencia.

2. HDI: es el instrumento principal para las imágenes. Opera desde el UV cercano hasta el IR cercano (200 a 2500 nm). El diseño HDI proporciona un campo de visión de 2 x 3 minutos de arco, aprovechando al máximo la resolución angular proporcionada por el telescopio, y consta de dos canales: un canal UV/visible (UVIS) que cubre el rango de 200 nm a 1000 nm y canal de IR cercano (NIR) que cubre el rango de 1000 nm a 2500 nm.

3. LUMOS: es un espectrógrafo de objetos múltiples que cubre desde el UV lejano (100 nm) hasta el espectro visible (1000 nm), capaz de observar cientos de objetivos a la vez en un amplio campo de visión de 2 x 2 minutos de arco. LUMOS presenta espectroscopía de imágenes de objetos múltiples de alta, media y baja resolución y modos de imágenes de rayos UV lejanos. LUMOS se puede considerar como un sucesor del instrumento del espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble (STIS), con dos órdenes de magnitud de mayor eficiencia, capacidad de múltiples objetos y un canal de imágenes de banda ancha de campo amplio.

4. POLLUX: es una contribución europea en la misión LUVOIR que solo equipara al LUVOIR-A. Es un espectro-polarímetro UV que proporciona capacidades de observación complementarias al instrumento LUMOS. El instrumento ofrece espectros de fuente puntual de alta resolución (R = 120,000) en el rango 90–400 nm. Incluye modos de observación de polarización lineal + circular y no polarizada.

Este telescopio se ubicará en órbita solar, en el segundo punto de Lagrange L2 Sol- Tierra, al igual que el JWST, a 1,5 millones de km de la Tierra. Y esta pensado para operar por 10 años.