SPHEREx ( Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer ) [3] es un futuro observatorio espacial de infrarrojo cercano que realizará un estudio de todo el cielo para medir los espectros de infrarrojo cercano de aproximadamente 450 millones de galaxias . En febrero de 2019, SPHEREx fue seleccionado por la NASA para su próxima misión de Exploradores de clase media , superando a dos conceptos de misión en competencia: Arcus y FINESSE . [4] [5] SPHEREx está programado para lanzarse el 27 de febrero de 2025 en un vehículo de lanzamiento Falcon 9 desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg . [2] El investigador principal es James Bock en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California .
SPHEREx utilizará un espectrofotómetro para realizar un estudio de todo el cielo que medirá espectros de infrarrojo cercano de 0,75 a 5,0 micrómetros. Empleará un solo instrumento con un solo modo de observación y sin partes móviles para mapear todo el cielo (en 96 bandas de color diferentes, superando ampliamente la resolución de color de los mapas anteriores de todo el cielo [4] ) cuatro veces durante su misión nominal de 25 meses; la tecnología crucial es un filtro variable lineal [6] , como lo demostró LEISA en New Horizons [7] .
Clasificará las galaxias según la precisión del corrimiento al rojo , categorizando aproximadamente 450 millones de galaxias y ajustando los espectros medidos a una biblioteca de plantillas de galaxias. En concreto, SPHEREx sondeará las señales de la luz intrahalo y de la época de reionización . [6] Exploraría lo que impulsó la inflación del universo temprano , exploraría el origen y la historia de las galaxias y exploraría el origen del agua en los sistemas planetarios. [6] [8] [9]
SPHEREx complementará los sondeos espectroscópicos de Euclid y del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman , que están previstos . La información de alta precisión sobre el corrimiento al rojo de las galaxias en primer plano proporcionada por SPHEREx en correspondencia con las mediciones de lente gravitacional débil de las galaxias de fondo de Euclid y del Telescopio Espacial Nancy Grace Roman permitirán una medición directa de la distribución de materia oscura que rodea a las galaxias en primer plano. [10] El sondeo de bajo corrimiento al rojo de SPHEREx permite que la medición de los parámetros inflacionarios sea en su mayor parte independiente, lo que proporciona una nueva línea de evidencia. [9] [6]
El telescopio de triple espejo tendrá un diámetro de apertura de 20 centímetros con un campo de visión de 3,5° x 11° y seis conjuntos de fotodetectores de telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe) de 2k x 2k . [11] [7] Cada conjunto de plano focal de 2K x 2K está cubierto con un filtro variable lineal, que proporciona una respuesta de banda estrecha con un centro de banda que varía a lo largo de un eje del conjunto. SPHEREx obtiene espectros a través de múltiples exposiciones, colocando una fuente dada en múltiples posiciones en el campo de visión, donde se mide en múltiples longitudes de onda al reorientar la nave espacial. [7]
La nave espacial y el telescopio SPHEREx serán proporcionados por Ball Aerospace & Technologies , mientras que la carga útil será desarrollada por Caltech y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA . El Instituto de Astronomía y Ciencia Espacial de Corea proporcionará apoyo adicional en forma de una cámara de prueba criogénica no voladora. [12] [13] [14]
La propuesta de SPHEREx se presentó a la NASA el 19 de diciembre de 2014 y fue seleccionada para un mayor desarrollo conceptual (Fase A) el 30 de julio de 2015 para el programa Small Explorer (SMEX). [15] [16] El informe detallado del estudio conceptual se presentó a la NASA el 19 de julio de 2016, pero no fue seleccionado para SMEX. Una versión mejorada de SPHEREx se presentó el 15 de diciembre de 2016 como Medium-Class Explorer (MIDEX), y fue seleccionada como finalista en agosto de 2017, junto con otras dos misiones en competencia: Arcus y Fast Infrared Exoplanet Spectroscopy Survey Explorer (FINESSE). [5] Cada equipo recibió US$2 millones para refinar sus conceptos de misión durante nueve meses. [5]
SPHEREx fue seleccionado como ganador en febrero de 2019, y la misión ha sido aprobada para proceder con la construcción y el lanzamiento. [4] Los costos de la misión Explorer de clase media están limitados a US$250 millones, sin incluir el vehículo de lanzamiento. [5] A abril de 2020, el costo total preliminar de la misión es de aproximadamente US$395 millones a US$427 millones. [17] Las estimaciones de 2020 incluyen los costos del vehículo de lanzamiento y las reservas de la NASA que no son parte del límite de costos.
El 7 de enero de 2021, la NASA anunció que la misión había entrado en la Fase C, lo que significa que se habían aprobado los primeros planes de diseño y los equipos pueden comenzar el diseño final y ensamblar el hardware y el software; y que el lanzamiento se esperaba entre junio de 2024 y abril de 2025. [18] El 4 de febrero de 2021, la NASA anunció que había seleccionado el SpaceX Falcon 9 para lanzar la nave espacial, y el costo total del lanzamiento sería de US$98,8 millones. [19] En agosto de 2022, la NASA anunció que los 4 microsatélites de la constelación PUNCH se lanzarían como cargas útiles de viaje compartido junto con SPHEREx. [20]
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