Lo Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, o SPHEREx della NASA compie un piccolo passo in avanti verso il lancio.
La sua realizzazione è entrata nella fase C in quanto l’agenzia spaziale americana ha approvato il progetto preliminare e si potrà lavorare alla realizzazione del progetto definitivo dell’osservatorio spaziale. Una volta approvati i progetti l’agenzia potrà dare il consenso alla costruzione del veicolo e alla realizzazione dei software.
SPHEREx, gestito dal JPL della NASA sarà lanciato presumibilmente non prima del 2024 e comunque entro il 2025. Grazie ai suoi strumenti potrà rilevare la luce nel vicino infrarosso. La missione di SPHEREx durerà due anni e in quel lasso di tempo mapperà quattro volte il cielo, realizzando un archivio dati di stelle, galassie, nebulose e molti altri oggetti celesti.
SPHEREx avrà le dimensioni di un’utilitaria e potrà utilizzare la tecnica spettroscopica per scomporre la luce del vicino infrarosso nelle sue singole lunghezze d’onda, o colori, proprio come un prisma divide la luce solare nei colori che la compongono. I dati spettroscopici sono utili in quanto svelano di cosa è composto un dato oggetto, perché gli elementi chimici assorbono e irradiano specifiche lunghezze d’onda. Il telescopio sarà in grado di misurare la distanza degli oggetti dalla Terra e sarà la prima missione della NASA a realizzare una mappa spettroscopica dell’intero cielo nel vicino infrarosso e osserverà un totale di 102 colori nel vicino infrarosso.
Il responsabile del progetto SPHEREx del JPL Allen Farrington ritiene che il nuovo telescopio consentirà un notevole progresso, come passare dalle immagini in bianco e nero a quelle a colori.
Il progetto SPHEREx ha superato con successo la revisione preliminare e ora può passare alla fase C. Durante questo processo il team ha dovuto dimostrare alla leadership della NASA che possono trasformare in realtà la progettazione della missione. Di solito, la revisione viene eseguita di persona, ma con le precauzioni di sicurezza COVID-19 in atto, il team ha dovuto adattare la presentazione a un nuovo formato.
“Sembrava che stessimo producendo un film”, ha detto Beth Fabinsky, vice project manager di SPHEREx al JPL. “Ci sono state molte riflessioni sul valore della produzione, come assicurarci che le animazioni che volevamo mostrare funzionassero su una larghezza di banda limitata”.
Gli obiettivi del team di SPHEREx sono tre.
Cercare prove di qualcosa che potrebbe essere accaduto a meno di un miliardesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang. In quella frazione di secondo, lo spaziotempo potrebbe essersi espanso in un processo chiamato inflazione. L’espansione rapida avrebbe influenzato la distribuzione della materia e le prove di quell’influenza sarebbero ancora presenti. Con SPHEREx, il team mapperà la posizione di miliardi di galassie alla ricerca di modelli statistici causati dall’inflazione. I modelli potrebbero aiutarci a comprendere la fisica che ha guidato l’espansione.
Studiare la storia della formazione delle galassie, partendo dalle prime stelle nate dopo il Big Bang per arrivare alle galassie odierne. SPHEREx misurerà il debole bagliore emesso da tutte le galassie nell’universo. Il bagliore, che è il motivo per cui il cielo notturno non è perfettamente scuro, varia perché le galassie si raggruppano insieme. Creando mappe di più colori, potremo capire come la luce è stata prodotta nel tempo e iniziare a scoprire come le stelle nascono all’interno delle prime galassie.
Infine la mappa realizzata da SPHEREx verrà utilizzata per cercare acqua ghiacciata e molecole organiche congelate attorno alle stelle nella nostra galassia. Il ghiaccio d’acqua brilla sui granelli di polvere in nubi di gas dense e fredde in tutta la galassia. Le giovani stelle si formano all’interno delle nubi e i pianeti si formano dai dischi di materiale residuo attorno a quelle stelle. Il ghiaccio presente nei dischi potrebbe finire sui pianeti fornendo acqua e molecole organiche. In effetti, l’acqua negli oceani terrestri molto probabilmente è arrivata sotto forma di ghiaccio interstellare. Gli scienziati vogliono sapere con quale frequenza le sostanze utili alla vita come l’acqua vengono incorporati nei sistemi planetari in via di formazione. Questo aiuterà a capire quanto sono comuni i sistemi planetari come il nostro.
Il veicolo verrà realizzato da diversi partner del progetto. SPHEREx sarà costruito da Ball Aerospace a Boulder, in Colorado. Le telecamere a infrarossi che saranno costruite dal JPL e Caltech. JPL realizzerà anche gli schermi solari che manterranno freschi il telescopio e le telecamere, mentre Ball costruirà il bus della navicella spaziale, che ospita i sottosistemi come l’alimentazione e le apparecchiature di comunicazione. Il software che gestirà i dati della missione e li renderà accessibili agli scienziati di tutto il mondo è in costruzione all’IPAC, un centro dati e di scienza per l’astrofisica e la scienza planetaria al Caltech.
Occorreranno 29 mesi per realizzare i componenti di SPHEREx che verranno testati e assemblati per procedere alla fase di lancio. Il telescopio spaziale a infrarossi SPHEREx è gestito da JPL per la Divisione Astrofisica della NASA all’interno della Direzione della Missione Scientifica a Washington. L’investigatore principale della missione, James Bock, ha una posizione congiunta tra Caltech e JPL. L’analisi scientifica dei dati SPHEREx sarà condotta da un team di scienziati dislocati in 10 istituzioni negli Stati Uniti e nella Corea del Sud.