Rachel Feltman: ¡Feliz lunes, oyentes! Para Science Quickly de Scientific American, soy Rachel Feltman. Comenzamos esta semana centrándonos en una noticia científica importante: el lanzamiento del próximo gran observatorio espacial de la NASA.
Temprano en la mañana del domingo 30 de agosto, el telescopio espacial Nancy Grace Roman se lanzó desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida en un cohete SpaceX Falcon Heavy. Ahora se encuentra en un viaje de un mes a un lugar conocido como Lagrange Point 2, o L2, que está a más de 900.000 millas de la Tierra.
Nuestra invitada de hoy es Julie McEnery, quien se desempeña como científica senior del proyecto de la misión. Ella está aquí para contarnos por qué los científicos están tan entusiasmados con este nuevo telescopio espacial y qué podría enseñarnos sobre el universo.
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Julie McEnery: Es un placer estar aquí.
Feltman: Entonces, ¿cuánto tiempo lleva funcionando este telescopio?
McEnery: Si pones en marcha el reloj cuando los científicos empezaron a imaginar: “¿Qué tipo de misión te gustaría organizar para explorar el universo en aceleración recién descubierto?” comienza a principios de la década de 2000.
Feltman: Bueno, entonces demos un paso atrás para que nuestros oyentes hablen sobre eso. Ya sabes, ¿qué descubrimientos llevaron a los científicos a querer un observatorio con estas capacidades? Ya sabes, ¿qué preguntas estaban empezando a entusiasmarse por responder?
McEnery: Bueno, hay tres preguntas distintas. Uno de los más destacados fue el descubrimiento de que nuestro universo se está acelerando. La idea de que nuestro universo se esté acelerando es una locura, ¿verdad? Lo que sabes sobre el universo es que el universo tiene materia y la gravedad actúa sobre la materia y la une. Esperaríamos que nuestro universo continuara expandiéndose a un ritmo constante o incluso comenzara a contraerse. Cuando medimos cómo se expande el universo en función del tiempo, descubrimos que en realidad se está acelerando, y eso es tan loco como si lanzaras una pelota al aire, y en lugar de que la pelota vuelva a bajar, acelera desde allí. Entonces, una de las razones de Roman fue construir un observatorio que fuera capaz de medir ese fenómeno mucho, mucho mejor.
Al mismo tiempo, el estudio de exoplanetas, planetas alrededor de otras estrellas, se estaba disparando. Y una de las cosas que los científicos querían hacer era poder diseñar un observatorio que pudiera encontrar una gran cantidad de exoplanetas que estuvieran a grandes distancias de sus estrellas anfitrionas utilizando una técnica llamada microlente. Y esa técnica requiere una misión con un amplio campo de visión y una buena sensibilidad.
Y luego también había un grupo de científicos que estaban realmente interesados en la ciencia que se podría hacer si se tuvieran estudios de campo amplio en el infrarrojo cercano. Y resulta que una misión que ofrece un rendimiento exquisito, una sensibilidad exquisita y la capacidad de realizar estudios de campo amplio en el infrarrojo cercano podría abordar esas tres cuestiones científicas, y así nació Roman.
Feltman: Vaya. Entonces, para lograr todas estas cosas con un observatorio, ¿de qué debe ser capaz su instrumentación? ¿Sabes qué tipo de obstáculos tecnológicos enfrentó la NASA con esta misión?
McEnery: Entonces necesitábamos un par de cosas. Necesitábamos tener un diseño óptico del telescopio en sí, la óptica del telescopio, que permitiera tener un gran campo de visión con un buen rendimiento óptico.
Eso se entiende razonablemente bien. Es cuestión de construirlo. Necesitábamos construir una cámara grande que tuviera la capacidad de tener píxeles muy finos y que fuera exquisitamente sensible. Queremos poder, digamos, si imaginas mirar una estrella y medir su brillo, que la próxima vez que regreses, estés midiendo exactamente el mismo brillo, que tu instrumento se mantenga perfectamente estable. Por eso queríamos diseñar la cámara para nuestro telescopio que tuviera píxeles muy finos, que fuera muy sensible y muy estable. Y lo logramos trabajando con Teledyne para diseñar una nueva generación de detectores mejorados y desarrollando internamente nuevos chips de lectura que pudieran controlar esos detectores de una manera muy estable y con poco ruido.
Y luego, lo último que teníamos que hacer era que el observatorio en sí fuera extraordinariamente estable. Roman es el telescopio más estable que la NASA haya construido jamás. El telescopio en sí es realmente hermoso. Está construido con una precisión extraordinariamente alta. En el resto del observatorio, cada aspecto del diseño ha considerado la estabilidad. Así que hemos pensado: Bueno, si mueves la antena de alta ganancia, ¿qué pasará? La estabilidad del observatorio. Si nos desplazamos de un lugar a otro, ¿qué pasará? La estabilidad del observatorio. Si nos desplazamos de un lugar a otro con el sol en una dirección particular, entendemos lo que va a suceder, y eso ha informado todas nuestras elecciones de diseño para que hayamos terminado con un observatorio realmente hermoso.
Feltman: Me encantaría hablar sobre hacia dónde se dirige el observatorio en el espacio. Me encanta hablar sobre L2, así que me encantaría escuchar su explicación de por qué estará donde estará.
McEnery: Entonces el romano viajará un millón de millas desde la Tierra hasta el punto de Lagrange Sol-Tierra. Estaremos en una órbita alrededor de ese punto casi estable y es un lugar realmente fantástico para estar. Estamos lo suficientemente lejos de la Tierra y la Luna como para no mirarlas directamente, pero no bloquean gran parte de nuestra visión. El sol siempre está en el mismo lugar del observatorio. No pasamos el día y la noche como lo haría usted si estuviera en una órbita terrestre baja, y eso nos permite mantener el observatorio muy estable térmicamente. Entonces es un gran lugar para estar.
Feltman: Ahora, espero que me perdone una pregunta tan básica, pero sé que muchos de nuestros oyentes han oído hablar de telescopios espaciales muy interesantes en los últimos años y podrían preguntarse: “¿Por qué tantos? ¿En qué se diferencia éste de James Webb?”. Entonces, ¿podría contarnos por qué este observatorio es único, tanto en términos de su diseño como del tipo de preguntas científicas que responderá?
McEnery: Una forma de comparar el telescopio espacial James Webb y Roman es que el telescopio espacial James Webb es como un teleobjetivo que es realmente bueno para ver cosas muy lejanas, y Roman es como tener un lente gran angular con el que podemos ver mucho a la vez. Y ambos son realmente buenos en las cosas para las que fueron diseñados. Roman no sólo tiene un gran campo de visión. El observatorio en sí también está diseñado para moverse y detenerse en un instante y estar listo para tomar la siguiente imagen. Entonces podemos hacer bap, bap, bap, bap, bap para mapear grandes regiones del cielo de manera muy, muy rápida y eficiente, y eso nos brinda una capacidad extraordinaria.
Observamos el cielo mil veces más rápido que el Hubble. Entonces, para darles un ejemplo de lo que eso significa, podemos hacer un estudio, podemos tomar un mes de observaciones y hacer un estudio de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, y ese estudio encontrará algo así como 20 mil millones de estrellas. Eso lo convertirá en el catálogo más grande de objetos astronómicos que jamás hayamos producido con solo un mes de observaciones romanas.
Esa ni siquiera es nuestra encuesta principal. Nuestra encuesta principal durará un año y será extraordinariamente enorme. Me tomó un poco de tiempo pensar en cómo transmitir lo asombrosa que es esa encuesta. Si tomaras un campo de visión romano y quisieras mostrarlo completamente en un conjunto de televisores 4K, tendrías que tener 36 televisores 4K.
Si quisiera realizar nuestra encuesta principal, la que durará un año, y mostrarla en televisores 4K, necesitaría más de medio millón de televisores 4K. Medio millón de televisores 4K, ya sabes, podrías pensar, bueno, ya sabes, no sé ustedes, pero no es obvio para mí cuántos televisores 4K son medio millón de televisores 4K.
Feltman: Sí. [Laughs.]
McEnery: Pero, ya sabes, es el equivalente a cubrir (no el Monte Rushmore, el Monte Rushmore es demasiado pequeño) sino cubrir completamente El Capitán en televisores 4K, o cubrir completamente 45 cuadras de la ciudad de Manhattan. Y eso simplemente te da una idea de cuán extraordinarios son los estudios romanos. Esto es algo que ni el Hubble ni el Webb pueden hacer. Así que Hubble y Webb continuarán haciendo las cosas fantásticas que hacen, y Roman realizará estos estudios completamente innovadores.
Feltman: Vaya. ¿Hay alguna pregunta que le interese especialmente que Roman nos ayude a responder?
McEnery: Si me preguntas cuál es mi pregunta científica favorita, me estás pidiendo que elija a mi hijo favorito. Me encanta todo. Sin embargo, creo que lo que más me entusiasma es la perspectiva de descubrimiento.
Estaremos mapeando grandes regiones del cielo sin tener nada en particular que estemos tratando de encontrar allí. Así que encontraremos todas las cosas que sabíamos que estaban allí, pero también encontraremos todas las cosas que no sabíamos buscar. Y lo haremos tanto en el espacio cubriendo una gran parte del cielo, como también en el tiempo volviendo a la misma parte del cielo una y otra vez.
Entonces veremos cosas nuevas que surgirán en la noche. Veremos nuevas cosas extraordinarias en el cielo gracias a nuestras encuestas. Así que estoy emocionado de descubrir lo que no sabía.
Feltman: Sí. Bueno, estamos grabando esto unos días antes del lanzamiento anticipado, esperando que todo salga según lo planeado. La NASA es muy buena llevando cosas al espacio. Pero, ¿cuáles son algunos de los riesgos y preocupaciones que persisten en esta etapa, tanto durante el lanzamiento como durante el viaje del telescopio a su destino?
McEnery: Entonces, ¿cuáles son nuestras preocupaciones? No tenemos grandes preocupaciones. Contamos con un muy buen equipo de personas y nos sentamos y pensamos profundamente sobre lo que podría salir mal. Y a medida que identificamos esas cosas, tomamos medidas para protegernos contra ellas. Pero siempre te puedes sorprender.
Esta misión está adelantada a lo previsto y está por debajo del presupuesto, no porque no hayamos tenido problemas, sino porque el equipo ha sido bueno resolviéndolos. Entonces es posible que un detector no esté configurado del todo bien. Quizás sea un poco difícil calibrar algo. Pero si tenemos en cuenta nuestro desempeño sobre el terreno, el equipo podrá resolver cualquier cosa que encontremos y dejarnos tan buenos o mejores para hacer la gran ciencia que Roman va a hacer.
Hay otra razón, por la que podría llevarnos un poco de tiempo iniciarnos completamente en la ciencia romana, y es que nuestro volumen de datos es enorme. Solo en nuestras campañas de prueba hemos recopilado más datos que los que han recopilado Hubble y Webb juntos. Esto obligará a los usuarios de Roman a pensar de manera diferente sobre cómo abordan los datos. No puedes descargar 20 petabytes de datos a tu computadora portátil. Creo que habrá una pequeña curva de aprendizaje en la que la gente de la comunidad se acostumbrará a la idea de que hay una nueva forma de usar los datos de Roman, y es acceder a los datos de Roman en la nube donde los hemos alojado, que tenemos computación que la gente puede usar. Es un ambiente romano. Es fácil de explorar y encontrar cosas nuevas e interesantes en los datos. Y ponemos a disposición las observaciones romanas tan pronto como se procesan. Entonces, una clase de secundaria en Kentucky puede acceder a nuevos datos romanos, encontrar nuevos descubrimientos romanos, al mismo tiempo que un profesor en Princeton.
Me gustaría que sus oyentes supieran que Roman llevará a cabo estudios revolucionarios y extraordinariamente capaces que tendrán la capacidad de transformar e impactar cada área de la astronomía. Los datos están inmediatamente disponibles públicamente. Queremos que se involucre la mayor cantidad de gente posible. Queremos reducir las barreras para que la gente se involucre porque, en última instancia, la cantidad de ciencia que obtenemos de Roman no estará limitada por nuestros datos. No estará limitado por nuestras observaciones. Estará limitado por la cantidad de personas que podamos alentar a participar y tratar de encontrar las cosas nuevas y emocionantes que habrá en nuestras observaciones. Así que considere esto como una invitación.
Feltman: Muchas gracias por esa invitación y por venir a hablar con nosotros hoy.
McEnery: Genial.
Feltman: Eso es todo por el episodio de hoy. Volveremos el miércoles para conocer cómo los piratas informáticos voluntarios están ayudando a proteger su acceso al agua.
Science Quickly es una producción mía, Rachel Feltman, junto con Fonda Mwangi y Jeff DelViscio. Este episodio fue editado por Alex Sugiura. Marielle Issa y Aaron Shattuck verifican nuestro programa. Nuestro tema musical fue compuesto por Dominic Smith. Suscríbase a Scientific American para obtener noticias científicas más actualizadas y detalladas.
Para Scientific American, esta es Rachel Feltman. ¡Que tengas una gran semana!