/ viernes 21 de febrero de 2020

Honores al telescopio espacial Spitzer, que observa lo que nuestros ojos no ven

En las noches claras observamos a las estrellas, con los telescopios observamos más estrellas y más lejanas

Artículo No. 1211

En las noches claras observamos a las estrellas, con los telescopios observamos más estrellas y más lejanas. Lo que nuestros ojos ven es luz. Esa luz que viene del Sol y las estrellas es parte de un espectro más amplio de varias radiaciones, como: los rayos gamma, los rayos X, las ondas de radio, el infrarrojo y el ultravioleta. Nuestros ojos captan una pequeña región de ese espectro de radiaciones, lo demás es invisible ante nuestra mirada. Necesitamos telescopios especiales y radiotelsecopios para observar el Universo invisible

En la década del 70 mientras la NASA desarrollaba el Transbordador Espacial, nació el telescopio en infrarrojo SIRTF (Shuttle InfraRed Telescope Facility), que viajaría en el Transbordador, realizaría sus observaciones y regresaría a la Tierra. En aquellos días se pensaba que el Transbordador tendría al menos una misión por mes.

Un telescopio infrarrojo en el espacio es necesario, ya que en la Tierra el calor se observa como un brillo en el telescopio, borrando los brillos tenues de objetos lejanos.

La galaxia M51, vista por el Telescopio Hubble en luz visible y por el Spitzer en infrarrojo. Ambos telescopios brindan diferente información. Foto: NAS

Galaxias y Nebulosas vistas en infrarrojo por el Telescopio Espacial Spitzer: Foto: NASA/JPL-Caltech

No pasó mucho para darse cuenta que las vibraciones y el calor del Transbordador afectarían al telescopio. Se ideó que el telescopio flotara cerca del Transbordador y regresaran juntos a la Tierra. La necesidad de regresarlo se debe a que un telescopio de infrarrojos necesita ser enfriado de forma constante, ya que los aparatos abordo generan calor, lo que se observa como un brillo en el telescopio. Se utiliza helio como refrigerante y el helio se acaba rápido, al regresarlo a la Tierra se le carga más helio. Por ejemplo, en 1983 el Telescopio Espacial IRAS de los Estados Unidos, Países Bajos y Reino Unido, tuvo una misión de 10 meses por solo llevar helio para ese tiempo.

El Telescopio SIRTF tuvo muchos rediseños debido a cambios en los presupuestos, debían hacer más ciencia con menos dinero. El telescopio pasó a ser espacial sin depender del Transbordador (Space InfraRed Telescope Facility). Sería lanzado por el cohete Titan IV pero era costoso, preferían el cohete Atlas de menor costo pero implicaba reducirle al telescopio 30 % de su masa. Para entonces el proyecto era de 1 200 millones de dólares, menor a los 2 mil millones del telescopio Hubble.

El nuevo diseño logró un nuevo método de enfriamiento paralelo al helio. La nueva refrigeración pasiva utilizaba nuevos materiales y capas de aislantes, se disminuyó el helio de 4 toneladas a 920 kg. Los paneles solares servirían de escudo térmico. También, se optó por una órbita solar y no terrestre, pues el calor de la Tierra le afecta. El espejo pasó de 1.5 m a 1, luego a 90 cm y por último a 85 cm. El diseño de 1994 llevó al SIRTF de 2 460 kg a 750 kg, 250 solo de helio. Esto permitió estar al alcance del cohete Delta II de menor costo. En 1997 aumentó a 865 kg con 360 de helio.

Una de las primeras propuestas, el Telescopio SIRTF/Spitzer en la bahía de carga del Transbordador Espacial. Gráfico: NASA

Infografía de los datos del Telescopio Espacial Spitzer. Gráfico: NASA

El SIRTF utilizaba tres aparatos científicos: el IRAC, una cámara de infrarrojos diez veces superior a la del IRAS, el IRS, un espectrómetro de infrarrojos y el MIPS, un fotómetro multibanda.

El SIRTF fue lanzado el 25 de agosto de 2003, entró en órbita solar y el 18 de diciembre terminaron las pruebas. Fue rebautizado como Spitzer, en honor a Lyman Spitzer Jr, quien estudió las nubes de donde nacen las estrellas, impulsó al Telescopio Hubble así como a los telescopios espaciales.

A partir de entonces el Telescopio Spitzer logró importantes descubrimientos, observó lo que nuestros ojos no ven, su misión fue observar lo frío, lo viejo y lo polvoso.

Órbita del Telescopio Spitzer alrededor del Sol, con el tiempo se va alejando de la Tierra. Gráfico: NASA, JPL/Caltech

El Spitzer tomó más de 36 millones de fotografías, pasarán años para estudiarlo todo y seguro habrá nuevos descubrimientos. La información del Spitzer es pública para las investigaciones de los astrofísicos del mundo (irsa.ipac.caltech.edu/Missions/spitzer.html)

El Telescopio Spitzer descubrió que la masa de las galaxias lejanas es mayor a lo calculado. Gracias a la luz que refleja el polvo interestelar, Spitzer estudió la composición de las nubes de donde nacen las estrellas. En 2006 la sonda espacial Deep Impact chocó contra el cometa Tempel 1 y el polvo esparcido fue observado a millones de km de ahí por Spitzer. Descubrió un anillo invisible en Saturno. Confirmó que dos exoplanetas del sistema planetario TRAPPIST 1 son similares a la Tierra y detectó los componentes de algunas atmósferas de lejanos exoplanetas.

En 2009 se agotó el helio y el Spitzer quedó solo con la refrigeración pasiva. Para 2019 la distancia de 254 millones de km hacia cada vez más costosa, lenta y complicada la comunicación con la Tierra y cada día se sigue alejando de la Tierra. Se esperaba jubilar al Spitzer en 2021 una vez que el Telescopio Espacial James Webb en infrarrojo estuviera en órbita pero este telescopio es famoso por sus retrasos.

Últimos preparativos del Telescopio Spitzer, en 2003. Foto: NASA, JPL/Caltech

El Telescopio Spitzer (2003-2020) es parte de una grandiosa familia de telescopios espaciales, el famoso Hubble que observa en luz visible e infrarrojo (1990-), el Telescopio Chandra que observa en rayos X (1999-) y el Compton en rayos gamma (1991-2000).

El pasado 30 de enero se apagaron sus sistemas abordo y el Telescopio Spitzer quedó como un inerte aparato alrededor del Sol. Un monumento espacial al ingenio del ser humano, de atreverse a ver más allá de lo que nuestros ojos ven y descubrir el Universo invisible que nos rodea. german@astropuebla.org

El espejo de 85 cm, durante el ensamblado, 2003. Foto: NASA, JPL/Caltech


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En las noches claras observamos a las estrellas, con los telescopios observamos más estrellas y más lejanas. Lo que nuestros ojos ven es luz. Esa luz que viene del Sol y las estrellas es parte de un espectro más amplio de varias radiaciones, como: los rayos gamma, los rayos X, las ondas de radio, el infrarrojo y el ultravioleta. Nuestros ojos captan una pequeña región de ese espectro de radiaciones, lo demás es invisible ante nuestra mirada. Necesitamos telescopios especiales y radiotelsecopios para observar el Universo invisible

En la década del 70 mientras la NASA desarrollaba el Transbordador Espacial, nació el telescopio en infrarrojo SIRTF (Shuttle InfraRed Telescope Facility), que viajaría en el Transbordador, realizaría sus observaciones y regresaría a la Tierra. En aquellos días se pensaba que el Transbordador tendría al menos una misión por mes.

Un telescopio infrarrojo en el espacio es necesario, ya que en la Tierra el calor se observa como un brillo en el telescopio, borrando los brillos tenues de objetos lejanos.

La galaxia M51, vista por el Telescopio Hubble en luz visible y por el Spitzer en infrarrojo. Ambos telescopios brindan diferente información. Foto: NAS

Galaxias y Nebulosas vistas en infrarrojo por el Telescopio Espacial Spitzer: Foto: NASA/JPL-Caltech

No pasó mucho para darse cuenta que las vibraciones y el calor del Transbordador afectarían al telescopio. Se ideó que el telescopio flotara cerca del Transbordador y regresaran juntos a la Tierra. La necesidad de regresarlo se debe a que un telescopio de infrarrojos necesita ser enfriado de forma constante, ya que los aparatos abordo generan calor, lo que se observa como un brillo en el telescopio. Se utiliza helio como refrigerante y el helio se acaba rápido, al regresarlo a la Tierra se le carga más helio. Por ejemplo, en 1983 el Telescopio Espacial IRAS de los Estados Unidos, Países Bajos y Reino Unido, tuvo una misión de 10 meses por solo llevar helio para ese tiempo.

El Telescopio SIRTF tuvo muchos rediseños debido a cambios en los presupuestos, debían hacer más ciencia con menos dinero. El telescopio pasó a ser espacial sin depender del Transbordador (Space InfraRed Telescope Facility). Sería lanzado por el cohete Titan IV pero era costoso, preferían el cohete Atlas de menor costo pero implicaba reducirle al telescopio 30 % de su masa. Para entonces el proyecto era de 1 200 millones de dólares, menor a los 2 mil millones del telescopio Hubble.

El nuevo diseño logró un nuevo método de enfriamiento paralelo al helio. La nueva refrigeración pasiva utilizaba nuevos materiales y capas de aislantes, se disminuyó el helio de 4 toneladas a 920 kg. Los paneles solares servirían de escudo térmico. También, se optó por una órbita solar y no terrestre, pues el calor de la Tierra le afecta. El espejo pasó de 1.5 m a 1, luego a 90 cm y por último a 85 cm. El diseño de 1994 llevó al SIRTF de 2 460 kg a 750 kg, 250 solo de helio. Esto permitió estar al alcance del cohete Delta II de menor costo. En 1997 aumentó a 865 kg con 360 de helio.

Una de las primeras propuestas, el Telescopio SIRTF/Spitzer en la bahía de carga del Transbordador Espacial. Gráfico: NASA

Infografía de los datos del Telescopio Espacial Spitzer. Gráfico: NASA

El SIRTF utilizaba tres aparatos científicos: el IRAC, una cámara de infrarrojos diez veces superior a la del IRAS, el IRS, un espectrómetro de infrarrojos y el MIPS, un fotómetro multibanda.

El SIRTF fue lanzado el 25 de agosto de 2003, entró en órbita solar y el 18 de diciembre terminaron las pruebas. Fue rebautizado como Spitzer, en honor a Lyman Spitzer Jr, quien estudió las nubes de donde nacen las estrellas, impulsó al Telescopio Hubble así como a los telescopios espaciales.

A partir de entonces el Telescopio Spitzer logró importantes descubrimientos, observó lo que nuestros ojos no ven, su misión fue observar lo frío, lo viejo y lo polvoso.

Órbita del Telescopio Spitzer alrededor del Sol, con el tiempo se va alejando de la Tierra. Gráfico: NASA, JPL/Caltech

El Spitzer tomó más de 36 millones de fotografías, pasarán años para estudiarlo todo y seguro habrá nuevos descubrimientos. La información del Spitzer es pública para las investigaciones de los astrofísicos del mundo (irsa.ipac.caltech.edu/Missions/spitzer.html)

El Telescopio Spitzer descubrió que la masa de las galaxias lejanas es mayor a lo calculado. Gracias a la luz que refleja el polvo interestelar, Spitzer estudió la composición de las nubes de donde nacen las estrellas. En 2006 la sonda espacial Deep Impact chocó contra el cometa Tempel 1 y el polvo esparcido fue observado a millones de km de ahí por Spitzer. Descubrió un anillo invisible en Saturno. Confirmó que dos exoplanetas del sistema planetario TRAPPIST 1 son similares a la Tierra y detectó los componentes de algunas atmósferas de lejanos exoplanetas.

En 2009 se agotó el helio y el Spitzer quedó solo con la refrigeración pasiva. Para 2019 la distancia de 254 millones de km hacia cada vez más costosa, lenta y complicada la comunicación con la Tierra y cada día se sigue alejando de la Tierra. Se esperaba jubilar al Spitzer en 2021 una vez que el Telescopio Espacial James Webb en infrarrojo estuviera en órbita pero este telescopio es famoso por sus retrasos.

Últimos preparativos del Telescopio Spitzer, en 2003. Foto: NASA, JPL/Caltech

El Telescopio Spitzer (2003-2020) es parte de una grandiosa familia de telescopios espaciales, el famoso Hubble que observa en luz visible e infrarrojo (1990-), el Telescopio Chandra que observa en rayos X (1999-) y el Compton en rayos gamma (1991-2000).

El pasado 30 de enero se apagaron sus sistemas abordo y el Telescopio Spitzer quedó como un inerte aparato alrededor del Sol. Un monumento espacial al ingenio del ser humano, de atreverse a ver más allá de lo que nuestros ojos ven y descubrir el Universo invisible que nos rodea. german@astropuebla.org

El espejo de 85 cm, durante el ensamblado, 2003. Foto: NASA, JPL/Caltech


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