El Explorador de infrarrojos de campo amplio ( WIRE , también Explorer 75 y SMEX-5 ) fue un satélite de la NASA lanzado el 5 de marzo de 1999, en el vehículo de lanzamiento Pegasus XL, a una órbita polar entre 409 y 426 km (254 y 265 millas) sobre la superficie de Tierra . WIRE estaba destinado a ser un estudio infrarrojo de cuatro meses de duración de todo el cielo a 21-27 μm y 9-15 μm, centrándose específicamente en galaxias con formación de estrellas y protogalaxias luminosas .
WIRE tuvo problemas y no pudo realizar su estudio IR, fue desactivado el 30 de septiembre de 2000 y finalmente volvió a ingresar y se quemó en 2011.
El equipo científico tenía su base en el Centro de Análisis y Procesamiento de Infrarrojos (IPAC) en Pasadena, California . Las operaciones de vuelo, la integración y las pruebas se realizaron desde el Centro de vuelos espaciales Goddard en Maryland . El telescopio fue construido por el Laboratorio de Dinámica Espacial en Utah . La expulsión prematura de la tapa de apertura de la nave espacial provocó el agotamiento del hidrógeno sólido poco después del lanzamiento, poniendo fin a la misión científica principal. El rastreador de estrellas a bordo siguió funcionando y se utilizó para el seguimiento fotométrico de precisión a largo plazo de estrellas brillantes en apoyo de un programa de astrosismología . WIRE volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra el 10 de mayo de 2011 (alrededor de las 07:00 UTC). [3]
El Explorador de Infrarrojos de Campo Amplio (WIRE) era un telescopio de imágenes infrarrojas de dos colores, refrigerado por hidrógeno sólido, diseñado para estudiar galaxias con estallidos estelares y buscar protogalaxias. Los objetivos científicos de WIRE eran: 1) determinar qué fracción de la luminosidad del universo con un corrimiento al rojo de >0,5 se debe a galaxias con estallidos estelares ; 2) evaluar con qué rapidez y de qué manera evolucionan las galaxias con formación estelar; y 3) examinar si las protogalaxias luminosas son comunes con corrimientos al rojo <3. Para lograr estos objetivos, WIRE debía realizar un estudio de cuatro meses a 12 y 25 μm en un área de entre diez y varios cientos de grados cuadrados del cielo. [4]
El propio telescopio WIRE tenía una apertura de entrada de 30 cm (12 pulgadas) y un campo de visión (FoV) de 32 x 32 minutos de arco . Tenía un diseño de telescopio Ritchey-Chrétien sin partes móviles y sin óptica de reimaginación.
Poco después del lanzamiento, mientras la nave espacial todavía daba vueltas poco después de su inserción en órbita, la cubierta del telescopio se desprendió prematuramente. Esto resultó en la exposición de los materiales criogénicos a la luz, calentándolos a un ritmo elevado, provocando desgasificación y aumentando la velocidad de giro de la nave espacial más allá de la capacidad de las ruedas de reacción para frenarla. Aunque los controladores terrestres comenzaron a trabajar para disminuir el exceso de giro de la nave espacial, no pudieron hacerlo a tiempo para evitar la pérdida total del hidrógeno congelado utilizado para enfriar el instrumento científico principal. Los intentos de recuperar el control de la nave espacial tuvieron éxito, aunque debido a la pérdida de refrigerante no se pudieron obtener datos científicos. [4]
Un defecto de diseño en la electrónica de control de la nave espacial provocó que la cubierta de polvo del telescopio se expulsara prematuramente en sus primeras horas en órbita, exponiendo el telescopio a la Tierra. En funcionamiento normal, el telescopio evitaría apuntar tanto a la Tierra como al Sol porque la carga de calor era demasiado alta para el enfriamiento criogénico. En esta primera etapa de la misión, el telescopio apuntó deliberadamente a la Tierra por seguridad, bajo el supuesto de que la capa de polvo estaba presente. La afluencia de energía al telescopio provocó que el criostato de hidrógeno sólido eliminara todo su criógeno. El criostato fue diseñado para ventilar sin propulsión pequeñas cantidades de hidrógeno gaseoso a medida que se enfriaban los instrumentos. Sin embargo, debido al calentamiento inesperado, el respiradero comenzó a expulsar gas a velocidades mucho mayores que las diseñadas. El respiradero hiperactivo actuó como un propulsor fuera de eje incontrolado. Finalmente, el sistema de control de actitud no pudo contrarrestar el empuje del respiradero del criostato y la nave espacial comenzó a girar. Cuando se agotó el suministro de hidrógeno, la nave espacial giraba a una velocidad de 60 rpm . Cuando el empuje finalmente disminuyó, los ingenieros de la nave espacial pudieron restablecer el control de actitud. Sin embargo, al desaparecer el criógeno, el instrumento científico ya no funcionaba y la misión científica original terminó.
Para salvar algunas funciones de la nave espacial de 73 millones de dólares, las operaciones se redirigieron después del fallo del sistema criogénico a una misión científica alternativa utilizando el rastreador de estrellas a bordo en buen estado para el seguimiento a largo plazo de estrellas brillantes en apoyo de un programa de astrosismología . Esta redirección de la misión fue propuesta por Derek Buzasi , [5] que no estaba afiliado al equipo WIRE, pero cuyos intereses de investigación incluían la astrosismología y el diseño de detectores, y que en ese momento era científico investigador asistente en el proyecto del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley. La técnica de la astrosismología tiene como objetivo medir oscilaciones de muy baja amplitud en estrellas cercanas para investigar su estructura. Si bien el rastreador de estrellas tenía una resolución espacial pobre, ya que fue diseñado principalmente para un amplio campo de visión y detección de las estrellas más brillantes , estaba por encima de la atmósfera y, por lo tanto, evitaba el centelleo, lo que permitía una fotometría de alta precisión . Como experimento secundario, un panel solar también incluía una sección con reflectores, para probar un sistema concentrador . [5] La misión de astrosismología WIRE fue desactivada el 30 de septiembre de 2000, reactivada a través del Centro de Control y Operaciones de Satélites de la Universidad Estatal de Bowie de 2003 a 2006, luego las comunicaciones finalmente se perdieron el 23 de octubre de 2006. WIRE volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra el 10 de mayo de 2011. [ 6]
Los objetivos científicos originales de WIRE podrán alcanzarse finalmente mediante la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) (Explorer 92), que se puso en órbita con éxito el 14 de diciembre de 2009 y comenzó las observaciones el 14 de enero de 2010.
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