El Telescopio Euclid recogerá luz de objetos cósmicos distantes y la transmitirá a dos instrumentos. El Instrumento Visible (VIS) y el Espectrómetro y Fotómetro de Infrarrojo Cercano (NISP) funcionarán en paralelo, registrando datos de cualquier parte del cielo vista por el telescopio. El Telescopio Euclid medirá las formas de más de 10 mil millones de galaxias y los desplazamientos precisos hacia el rojo de decenas de millones de galaxias en más de un tercio del cielo. El corrimiento al rojo es un efecto causado por la expansión del universo, que estira la longitud de onda de la luz emitida por galaxias distantes.
Cuanto más lejos está una galaxia, más extremo y pronunciado es su corrimiento al rojo. Las galaxias observadas por el Telescopio Euclid abarcarán 654,38 billones de años de historia cósmica, lo que permitirá a los científicos estudiar la misteriosa materia y energía oscuras que se cree dominan el universo. El Instrumento de Luz Visible (VIS) manejará mediciones precisas de las formas de las galaxias tomando las mejores imágenes de galaxias distantes. Para ello, el instrumento utiliza 36 CCD, cada uno de los cuales contiene 4.000 x 4.000 píxeles, lo que da al detector un total de aproximadamente 600 millones de píxeles.
Mark Cropper, director y profesor de instrumentos VIS en el Laboratorio de Ciencias Espaciales Murad del University College de Londres, dijo: Durante más de una década, se han diseñado, desarrollado, fabricado y probado instrumentos de luz visible (VIS). y calibrado según especificaciones estrictas. Esto es un desafío. Estoy extremadamente orgulloso de lo que el equipo de VIS logró al llevar este proyecto a su clímax y el desempeño final superó las expectativas y es un tributo a su experiencia, dedicación y profesionalismo.
No solo es impresionante el número de píxeles, sino que el instrumento también proporcionará una sensibilidad óptima en condiciones de poca luz en un amplio rango de longitudes de onda durante largos tiempos de integración. Alex Short, ingeniero de carga útil del Visible Instrument (VIS) de la ESA, dijo: "Estos son CCD muy especiales que se han desarrollado específicamente para el telescopio Euclid a lo largo de los años. Otro instrumento fotómetro (NISP) está dedicado a mediciones espectrales de galaxias, lo que implica dividir la luz en diferentes longitudes de onda para poder inferir los corrimientos al rojo.
Esta característica permite a los cosmólogos estimar la distancia a la Vía Láctea y hará que los datos del Telescopio Euclid sean la observación tridimensional (3D) más grande y precisa del universo jamás realizada. Thierry Maciaszek, director de proyectos de instrumentos del CNES y del Laboratorio de Astrofísica de Marsella, Francia, dijo: El equipo del Fotómetro Internacional (NISP) y la industria de apoyo han hecho un trabajo increíble en el diseño, desarrollo y prueba de este desafiante instrumento. Sin embargo, este no es el final de la historia, ya que muchas actividades importantes deben realizarse con fotómetros (NISP) a nivel de satélite.
El equipo de desarrollo espera ansioso la primera luz en vuelo para demostrar sus excelentes capacidades de observación. El detector NISP será el instrumento infrarrojo con campo de visión más grande jamás volado en el espacio. Tobias Boenke, ingeniero de instrumentos de Mission Systems and Photometers (NISP) de la ESA, dijo que la calidad del equipo óptico era asombrosa. Un factor clave para lograr la extraordinaria precisión óptica del Telescopio Euclid fue que la decisión de construir todo el módulo de carga útil con carburo de silicio se tomó al principio de la historia del proyecto.
La ESA fue la primera en utilizar este material para el Telescopio Espacial Herschel. En la misión del satélite Gaia de la ESA, la estructura de soporte del subsistema de la nave espacial está montada sobre un marco de carburo de silicio. En el telescopio Euclid, este material se ha utilizado en instrumentos y telescopios. Los metales se expanden y contraen con los cambios de temperatura, lo que reduce la capacidad de los sistemas ópticos para enfocar la luz, pero el carburo de silicio es muy estable ante esos cambios de temperatura. Pero el uso de este compuesto también plantea desafíos. El carburo de silicio es una cerámica mucho más frágil que el metal.
Porque es un gran reto utilizar este material para fabricar instrumentos y asegurar que no se dañen durante el proceso de lanzamiento. Al igual que el Instrumento de Luz Visible (VIS), el NISP utiliza detectores de última generación diseñados específicamente para registrar la luz tenue de estrellas y galaxias distantes. A diferencia de los instrumentos de luz visible (VIS), los fotómetros (NISP) también pueden funcionar en modo espectral. El detector puede funcionar a bajas temperaturas de -180°C, proporcionando un ruido ultrabajo y una alta sensibilidad, registrando estos "espectros" y convirtiéndolos en pequeñas señales electrónicas. Luego, estas señales se pueden amplificar y medir con precisión para proporcionar desplazamientos fotométricos y espectrales al rojo.
Los instrumentos recibirán la luz recogida por el telescopio Euclid, que ha sido montado en Airbus en Toulouse. Al igual que el instrumento, está fabricado en carburo de silicio, una estructura de última generación en todos los sentidos de la palabra. "Estamos llevando todos los niveles de fabricación al límite", afirmó Luis Miguel Gaspar Venacio, ingeniero de sistemas ópticos y rendimiento de misiones de la ESA. Hay un componente especial detrás del telescopio llamado espejo dicroico que separa la luz recolectada y convierte la longitud de onda de la luz visible en luz visible y la longitud de onda de la luz infrarroja en fotómetro (NISP).
Cuando se combine la información del Instrumento de Luz Visible (VIS) y el Fotómetro (NISP), los científicos podrán inferir cómo se construyó la estructura de galaxias a gran escala en el universo a lo largo de la historia cósmica. Esto ayudará a los astrónomos a determinar las tasas de crecimiento de estas estructuras y proporcionará fuertes limitaciones sobre la naturaleza y la cantidad de materia oscura y energía oscura en el universo. Ahora que los instrumentos han sido entregados a Airbus, se integrarán primero con el telescopio y luego con el resto del módulo de carga útil. Ha sido un largo viaje hasta llegar a este punto.
Después de casi cinco años de investigación, el Telescopio Euclid fue seleccionado y realizado en 2011. Si bien todavía queda mucho trabajo duro y pruebas por delante, la entrega de los instrumentos y el telescopio significa que el montaje de la nave espacial puede comenzar en serio. El telescopio euclidiano finalmente ya no es sólo papel, es una maravillosa pieza de hardware y, en cierto modo, hermosa. En el futuro, la integración del módulo de carga útil llevará varios meses, ya que es un trabajo minucioso con todo atornillado, alineado con precisión y calibrado electrónicamente.
La unidad de control del instrumento se ha integrado mecánica y eléctricamente en el módulo de carga útil. Estas pruebas han confirmado que estos instrumentos pueden ser alimentados normalmente por la nave espacial, pueden comunicarse con la computadora a bordo y pueden transmitir datos científicos a la Tierra y luego descargarlos a la Tierra a través de la antena de la nave espacial. Una vez que el telescopio Euclid se integre con el resto del módulo de carga útil, será transportado al Centro Espacial de Lieja en Bélgica para realizar pruebas "de extremo a extremo" en una cámara de vacío térmico que simula las condiciones del espacio y la Tierra lo más fielmente posible. Está previsto que esta prueba se realice en febrero y marzo de 2021.
Una vez que las pruebas muestren que todo es normal, el módulo de carga útil se enviará al contratista principal, Thales Renya Space (TAS) en Turín, Italia. TAS ha estado construyendo un módulo de servicios que incluye sistemas básicos como energía, propulsión y comunicaciones. La estructura principal del módulo de servicios ha pasado pruebas estructurales y térmicas y ahora puede integrarse con varios sistemas. Los asistentes tenderán en primer lugar las tuberías del sistema de propulsión y los cables de otros sistemas distribuidos. La electrónica de vuelo, incluidas computadoras, unidades de potencia y controles de actitud, ya están montadas en sus propios paneles estructurales y ahora se instalarán en la estructura principal.
La integración se completará en el tercer trimestre de este año y se probará en ese momento. Luego, la NASA integrará el módulo de carga útil y el módulo de servicio para formar la nave espacial final. Luego, otra ronda de pruebas garantizará que todo funcione correctamente. En este punto, la nave espacial está básicamente terminada y lista para su lanzamiento. Actualmente, el lanzamiento está previsto para la segunda mitad de 2022 desde el puerto espacial europeo Kourou en la Guayana Francesa. Debo decir que está a punto de salir otro telescopio espacial de fama mundial. ¡Esperamos con ansias y le deseamos todo lo mejor!