El telescopio espacial Nancy Grace Roman (abreviado como Roman o Roman Space Telescope , y anteriormente Wide-Field Infrared Survey Telescope o WFIRST ) es un telescopio espacial infrarrojo de la NASA en desarrollo y programado para ser lanzado a una órbita Sol-Tierra L 2 en mayo de 2027. [5]
El telescopio espacial Roman se basa en un espejo primario de campo de visión de 2,4 m (7,9 pies) de ancho y llevará dos instrumentos científicos. El instrumento de campo amplio (WFI) es una cámara multibanda de 300,8 megapíxeles para el espectro visible y cercano al infrarrojo , que proporciona una nitidez de imágenes comparable a la lograda por el telescopio espacial Hubble en un campo de visión de 0,28 grados cuadrados, 100 veces más grande que las cámaras de imágenes del Hubble. El instrumento coronagráfico (CGI) es una cámara y espectrómetro de alto contraste y pequeño campo de visión que cubre longitudes de onda visibles y cercanas al infrarrojo utilizando una novedosa tecnología de supresión de la luz estelar.
Los objetivos declarados [6] incluyen la búsqueda de planetas extrasolares utilizando microlente gravitacional , [7] junto con el estudio de la cronología del universo y el crecimiento de la estructura cósmica, con el objetivo final de medir los efectos de la energía oscura , [8] la consistencia de la relatividad general y la curvatura del espacio-tiempo .
En 2010, el comité de encuestas decenales del Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos recomendó a Roman como la máxima prioridad para la próxima década de la astronomía. El 17 de febrero de 2016, se aprobó su desarrollo y lanzamiento. [9] El 20 de mayo de 2020, el administrador de la NASA, Jim Bridenstine, anunció que la misión se llamaría telescopio espacial Nancy Grace Roman en reconocimiento al papel de la ex jefa de astronomía de la NASA en el campo de la astronomía . [10] A partir de mayo de 2024 , está previsto que Roman se lance en un cohete Falcon Heavy en virtud de un contrato que especifica la preparación para octubre de 2026 [3], lo que respalda un compromiso de lanzamiento de la NASA de mayo de 2027. [11] [12][actualizar]
El diseño del Telescopio Espacial Romano comparte una herencia con varios diseños propuestos para la Misión Conjunta de Energía Oscura (JDEM) entre la NASA y el Departamento de Energía (DOE).
El diseño original, llamado Misión de Referencia de Diseño WFIRST 1, se estudió entre 2011 y 2012 y contaba con un telescopio anastigmat de tres espejos sin obstrucciones de 1,3 m (4,3 pies) de diámetro . [13] Contenía un solo instrumento, un espectrómetro de prisma sin rendija/generador de imágenes del espectro visible al infrarrojo cercano.
En 2012, surgió otra posibilidad: la NASA podría utilizar un telescopio de segunda mano de la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) fabricado por Harris Corporation para llevar a cabo una misión como la planeada para WFIRST. La NRO ofreció donar dos telescopios , del mismo tamaño que el telescopio espacial Hubble pero con una longitud focal más corta y, por lo tanto, un campo de visión más amplio . [14] Esto proporcionó un impulso político importante al proyecto, a pesar de que el telescopio representa solo una fracción modesta del costo de la misión y las condiciones límite del diseño de la NRO pueden hacer que el costo total supere el de un diseño nuevo. Este concepto de misión, llamado WFIRST-AFTA (Astrophysics Focused Telescope Assets), fue madurado por un equipo científico y técnico; [15] esta misión es ahora el único plan actual de la NASA para el uso de los telescopios de la NRO. [16] El diseño de referencia de Roman incluye un coronógrafo para permitir la obtención de imágenes directas de exoplanetas . [17]
Se estudiaron varias implementaciones de WFIRST/Roman, entre ellas la configuración Omega de la Misión Conjunta de Energía Oscura , una Misión de Referencia de Diseño Interino con un telescopio de 1,3 m (4,3 pies), [18] la Misión de Referencia de Diseño 1 [19] con un telescopio de 1,3 m, la Misión de Referencia de Diseño 2 [20] con un telescopio de 1,1 m (3,6 pies) y varias iteraciones de la configuración AFTA de 2,4 m (7,9 pies).
En el informe final de 2015, [6] Roman fue considerado tanto para órbita geoestacionaria como para una órbita alrededor del punto de Lagrange Sol-Tierra L 2 . L 2 tiene desventajas frente a la órbita geoestacionaria en la velocidad de datos disponible y el combustible requerido, pero ventajas para restricciones de observación mejoradas, mejor estabilidad térmica y un entorno de radiación más benigno. Algunos casos científicos (como la paralaje de microlente de exoplanetas) se mejoran en L 2 , pero la posibilidad de servicio robótico en cualquiera de las ubicaciones es actualmente desconocida. Para febrero de 2016 se había decidido utilizar una órbita de halo alrededor de L 2 . [9]
El proyecto está dirigido por un equipo del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland . El 30 de noviembre de 2018, la NASA anunció que había adjudicado un contrato para el telescopio. [21] Se trataba de una parte llamada OTA, el ensamblaje del telescopio óptico, y se extendería hasta 2025. [21] Esto se hace en conjunto con el Centro de Vuelos Espaciales Goddard, para el cual se planea la entrega del OTA como parte de este contrato. [21]
Una descripción de las capacidades de la misión de febrero de 2019 está disponible en un libro blanco publicado por miembros del equipo romano. [22]
Los objetivos científicos de Roman apuntan a abordar cuestiones de vanguardia en cosmología e investigación de exoplanetas , incluyendo:
El telescopio debe llevar dos instrumentos.
El 2 de marzo de 2020, la NASA anunció que había aprobado que WFIRST procediera a su implementación, con un costo de desarrollo esperado de US$3.200 millones y un costo total máximo de US$3.934 millones, incluido el coronógrafo y cinco años de operaciones científicas de la misión. [28]
El 20 de mayo de 2020, el administrador de la NASA, Jim Bridenstine , anunció que la misión se llamaría Telescopio Espacial Nancy Grace Roman en reconocimiento al papel de la ex Jefa de Astronomía de la NASA en el campo de la astronomía . [10]
El 31 de marzo de 2021, la Oficina del Inspector General (OIG) de la NASA publicó un informe en el que se afirmaba que el desarrollo del telescopio espacial Nancy Grace Roman se había visto afectado por la pandemia de COVID-19 , que afectó a los EE. UU. durante un momento particularmente importante en el desarrollo del telescopio. La NASA espera un impacto total de 400 millones de dólares debido a la pandemia y su efecto sobre los subcontratistas del proyecto. [29]
El 29 de septiembre de 2021, la NASA anunció que Roman había pasado su Revisión Crítica de Diseño (CDR) y que, con los impactos previstos por las interrupciones de la COVID-19 y con la fabricación del hardware de vuelo completada en 2024 seguida de la integración de la misión, la fecha de lanzamiento no sería posterior a mayo de 2027. [30]
El 19 de julio de 2022, la NASA anunció que Roman se lanzaría en un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy , con un contrato que especificaba la preparación para octubre de 2026 y un costo de lanzamiento de aproximadamente 255 millones de dólares. [3]
A finales de 2024, el bus satelital que transportará el telescopio estará prácticamente terminado. [31]
En el año fiscal 2014, el Congreso proporcionó 56 millones de dólares para Roman, y en 2015 el Congreso proporcionó 50 millones de dólares. [32] El proyecto de ley de gastos del año fiscal 2016 proporcionó 90 millones de dólares para Roman, muy por encima de la solicitud de la NASA de 14 millones de dólares, lo que permitió que la misión entrara en la "fase de formulación" en febrero de 2016. [32] El 18 de febrero de 2016, la NASA anunció que Roman se había convertido formalmente en un proyecto (en lugar de un estudio), lo que significa que la agencia tiene la intención de llevar a cabo la misión como base; [9] en ese momento, la parte "AFTA" del nombre se eliminó, ya que solo se está siguiendo ese enfoque. Roman está en un plan para un lanzamiento a mediados de la década de 2020. El costo total de Roman en ese momento se esperaba en más de 2 mil millones de dólares; [33] La estimación del presupuesto de la NASA para 2015 fue de alrededor de 2.000 millones de dólares en dólares de 2010, lo que corresponde a alrededor de 2.700 millones de dólares en dólares del año real (ajustados a la inflación). [34]
En abril de 2017, la NASA encargó una revisión independiente del proyecto para garantizar que el alcance y el costo de la misión se entendieran y estuvieran alineados. [35] La revisión reconoció que Roman ofrece "capacidades de estudio innovadoras y sin precedentes para la energía oscura , los exoplanetas y la astrofísica general ", pero ordenó a la misión "reducir el costo y la complejidad lo suficiente como para tener una estimación de costos consistente con el objetivo de costo de 3200 millones de dólares estadounidenses establecido al comienzo de la Fase B". [36] La NASA anunció (enero de 2018) las reducciones [ aclaración necesaria ] tomadas en respuesta a esta recomendación, y que Roman procedería a su revisión del diseño de la misión en febrero de 2018 y comenzaría la Fase B en abril de 2018. [37] La NASA confirmó (marzo de 2018) que los cambios [ aclaración necesaria ] realizados al proyecto habían reducido su costo estimado del ciclo de vida a 3200 millones de dólares estadounidenses y que la decisión de la Fase B [ aclaración necesaria ] estaba en camino de comenzar el 11 de abril de 2018. [38]
En febrero de 2018, la administración Trump propuso un presupuesto para el año fiscal 2019 que habría retrasado la financiación del Roman (entonces llamado WFIRST), citando prioridades más altas [ aclaración necesaria ] dentro de la NASA y el aumento del costo de este telescopio. [39] La propuesta de desfinanciar el proyecto fue recibida con críticas por los astrónomos profesionales, quienes señalaron que la comunidad astronómica estadounidense había calificado a Roman como la misión espacial de mayor prioridad para la década de 2020 en la Encuesta Decadal de 2010. [ 40] [41] La Sociedad Astronómica Estadounidense expresó una "grave preocupación" por la propuesta de desfinanciar y señaló que el costo estimado del ciclo de vida de Roman no había cambiado en los dos años anteriores. [42] En acuerdo, el Congreso aprobó un presupuesto para Roman para el año fiscal 2018 el 22 y 23 de marzo de 2018 que excedía la solicitud de presupuesto de la administración para ese año, declaró que "rechaza la cancelación de las prioridades científicas recomendadas por el proceso de encuesta decenal de la Academia Nacional de Ciencias", y ordenó a la NASA desarrollar nuevas estimaciones de los costos de desarrollo totales y anuales de Roman. [43] [38] El presidente de los Estados Unidos anunció que había firmado el proyecto de ley el 23 de marzo de 2018. [44] La NASA fue financiada a través de un proyecto de ley de asignaciones para el año fiscal 2019 el 15 de febrero de 2019, con US$312 millones para Roman, rechazando la solicitud de presupuesto reducida del presidente y reafirmando el deseo de completar Roman con un presupuesto de planificación de US$3200 millones. [45]
En marzo de 2019, la administración Trump volvió a proponer desfinanciar a Roman en su propuesta de presupuesto para el año fiscal 2020 al Congreso. [46] En un testimonio del 27 de marzo de 2019, el administrador de la NASA Jim Bridenstine insinuó que la NASA continuaría con Roman después del telescopio espacial James Webb , afirmando que "WFIRST será una misión crítica cuando James Webb esté en órbita". [47] En una presentación del 26 de marzo de 2019 al Comité de Astronomía y Astrofísica de las Academias Nacionales , el director de la División de Astrofísica de la NASA, Paul L. Hertz, afirmó que Roman "está manteniendo su costo de US$3200 millones por ahora... Necesitamos US$542 millones en el año fiscal 2020 para mantenernos en el buen camino". En ese momento, se afirmó que Roman llevaría a cabo su Revisión de Diseño Preliminar (PDR) para la misión general en octubre de 2019, seguida de una confirmación formal de la misión a principios de 2020.
La NASA anunció la finalización de la Revisión Preliminar de Diseño (PDR) el 1 de noviembre de 2019, pero advirtió que, aunque la misión seguía en camino para una fecha de lanzamiento en 2025, los déficits en la propuesta de presupuesto del Senado para el año fiscal 2020 para Roman amenazaban con retrasarla aún más. [48]
La oficina del proyecto Roman está ubicada en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland , y es responsable de la gestión general del proyecto. GSFC también lidera el desarrollo del instrumento de campo amplio, la nave espacial y el telescopio. El instrumento coronagráfico se está desarrollando en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California . Las actividades de apoyo científico para Roman se comparten entre el Instituto Científico del Telescopio Espacial ( Baltimore, Maryland ), que es el Centro de Operaciones Científicas; el Centro de Procesamiento y Análisis Infrarrojo , Pasadena, California; y GSFC .
Cuatro socios internacionales, a saber, la agencia espacial francesa CNES , la Agencia Espacial Europea (ESA), la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) y el Instituto Max Planck de Astronomía se han unido a la NASA para proporcionar varios componentes y apoyo científico para Roman. [49] [50] [51] A principios de 2016, la NASA expresó interés en las contribuciones de la ESA al soporte de la nave espacial, el coronógrafo y la estación terrestre. [52] Para el instrumento del coronógrafo, se han establecido contribuciones de Europa y Japón . [52] En 2018, se estaba considerando una contribución del Instituto Max Planck de Astronomía de Alemania , a saber, las ruedas de filtro para la máscara de bloqueo de estrellas dentro del coronógrafo. [53] En 2016, la agencia espacial japonesa JAXA propuso agregar un módulo de polarización para el coronógrafo, más un compensador de polarización. Una capacidad de polarimetría precisa en Roman puede fortalecer el caso científico de exoplanetas y discos planetarios , que muestran polarización. [54] [55] El apoyo terrestre será proporcionado por una nueva estación de la NASA en White Sands , la estación Misada en Japón y la estación New Norcia de la ESA en Australia. [56]
En mayo de 2018, la NASA adjudicó un contrato plurianual a Ball Aerospace para proporcionar componentes clave (el ensamblaje opto-mecánico WFI) para el instrumento de campo amplio en Roman. [57] En junio de 2018, la NASA adjudicó un contrato a Teledyne Scientific and Imaging para proporcionar los detectores infrarrojos para el instrumento de campo amplio. [58] El 30 de noviembre de 2018, la NASA anunció que había otorgado el contrato para el ensamblaje del telescopio óptico a Harris Corporation de Rochester, Nueva York . [21]
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