Nebulosa Carina, una región de formación estelar en la galaxia Vía Láctea

La misión de la NASA estudiará el cosmos con un globo estratosférico


Transportado por un globo del tamaño de un estadio de fútbol, ​​ASTHROS utilizará un telescopio de última generación para observar longitudes de onda de luz que no son visibles desde el suelo.


Se ha comenzado a trabajar en una nueva y ambiciosa misión que
llevará un telescopio de vanguardia de 8,4 pies (2,5 metros) a la altura del
estratosfera en un globo. Tentativamente planeado lanzar en diciembre de 2023 desde
Antártida, ASTHROS (abreviatura de Astrophysics Stratospheric Telescope para High
Las observaciones de resolución espectral en longitudes de onda submilimétricas) pasarán aproximadamente
tres semanas a la deriva en las corrientes de aire sobre el helado continente del sur y
lograr varias primicias en el camino.

Gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, ASTHROS
observa luz infrarroja lejana, o luz con longitudes de onda mucho más largas de lo que es
visible para el ojo humano. Para hacer eso, ASTHROS deberá alcanzar una altitud de
aproximadamente 130,000 pies (24.6 millas, o 40 kilómetros) – aproximadamente cuatro veces más alto
que los aviones comerciales vuelan. Aunque todavía está muy por debajo del límite del espacio
(aproximadamente 62 millas, o 100 kilómetros, sobre la superficie de la Tierra), será alto
suficiente para observar longitudes de onda de luz bloqueadas por la atmósfera de la Tierra.

El equipo de la misión acaba de terminar.
toca el diseño de la carga útil del observatorio, que incluye su telescopio
(que captura la luz), su instrumento científico y subsistemas como el
Sistemas de refrigeración y electrónicos. A principios de agosto, los ingenieros de JPL comenzarán
integración y prueba de esos subsistemas para verificar que funcionan como
esperado.

Si bien los globos pueden parecer una tecnología anticuada,
Ofrecen ventajas únicas de la NASA sobre las misiones terrestres o espaciales. De la NASA Programa de globos científicos tiene
ha estado operando durante 30 años en Wallops Flight Facility en Virginia. Se lanza
De 10 a 15 misiones al año desde lugares de todo el mundo en apoyo de
experimentos en todas las disciplinas científicas de la NASA, así como en tecnología
Fines de desarrollo y educación. Las misiones de globos no solo tienen menor
costos en comparación con las misiones espaciales, también tienen tiempos más cortos entre principios
planificación e implementación, lo que significa que pueden aceptar los riesgos más altos
asociado con el uso de tecnologías nuevas o de vanguardia que aún no
volado en el espacio Estos riesgos pueden venir en forma de técnicas desconocidas o
desafíos operativos que pueden afectar la producción científica de una misión. Trabajando
A través de estos desafíos, las misiones en globo pueden preparar el escenario para el futuro
misiones para cosechar los beneficios de estas nuevas tecnologías.

"Las misiones en globo como ASTHROS son de mayor riesgo
que las misiones espaciales, pero producen altas recompensas a un costo modesto ", dijo JPL
ingeniero Jose Siles, gerente de proyecto de ASTHROS. "Con ASTHROS, estamos
con el objetivo de hacer observaciones astrofísicas que nunca antes se habían intentado.
La misión allanará el camino para futuras misiones espaciales probando nuevos
tecnologías y proporcionar capacitación para la próxima generación de ingenieros y
científicos."

Infrarrojo
Ojos en el cielo

ASTHROS llevará un instrumento para medir el
movimiento y velocidad del gas alrededor de estrellas recién formadas. Durante el vuelo, la misión
estudiará cuatro objetivos principales, incluidas dos regiones formadoras de estrellas en el Milky
Vía galaxia. También detectará y mapeará por primera vez la presencia de dos
tipos de iones de nitrógeno (átomos que han perdido algunos electrones). Estos nitrogeno
los iones pueden revelar lugares donde los vientos de estrellas masivas y explosiones de supernovas
han remodelado las nubes de gas dentro de estas regiones de formación estelar.

En un proceso conocido como retroalimentación estelar, tan violenta
los arrebatos pueden, durante millones de años, dispersar el material circundante e impedir
formación estelar o detenerla por completo. Pero la retroalimentación estelar también puede causar
material para agruparse, acelerando la formación de estrellas. Sin este proceso, todos
el gas y el polvo disponibles en galaxias como la nuestra se habrían unido
estrellas hace mucho tiempo.

ASTHROS hará los primeros mapas detallados en 3D de
la densidad, velocidad y movimiento del gas en estas regiones para ver cómo el recién nacido
Los gigantes influyen en su material placentario. Al hacerlo, el equipo espera ganar
información sobre cómo funciona la retroalimentación estelar y para proporcionar nueva información a
refinar simulaciones por computadora de la evolución de galaxias.

Nebulosa Carina, una región de formación estelar en la galaxia Vía Láctea

los Nebulosa Carina, una región de formación estelar en la galaxia de la Vía Láctea, se encuentra entre los cuatro objetivos científicos que los científicos planean observar con la misión de globos a gran altitud ASTHROS. ASTHROS estudiará la retroalimentación estelar en esta región, el proceso por el cual las estrellas influyen en la formación de más estrellas en su entorno. Crédito de la imagen: NASA, ESA, N. Smith (Universidad de California, Berkeley) et al., El equipo de Hubble Heritage (STScI / AURA)

›Vista ampliada

Un tercer objetivo para ASTHROS será la galaxia.
Messier 83. Observar signos de retroalimentación estelar permitirá al equipo de ASTHROS
para obtener una visión más profunda de su efecto en diferentes tipos de galaxias. "YO
Creo que se entiende que la retroalimentación estelar es el principal regulador de la formación de estrellas.
a lo largo de la historia del universo ", dijo el científico de JPL Jorge Pineda,
investigador principal de ASTHROS. "Simulaciones por computadora de galaxias
la evolución todavía no puede replicar la realidad que vemos en el
cosmos. El mapeo de nitrógeno que haremos con ASTHROS nunca se ha hecho
antes, y será emocionante ver cómo esa información ayuda a que esos
modelos más precisos ".

Finalmente, como su cuarto objetivo, ASTHROS
observe TW Hydrae, una estrella joven rodeada por un amplio disco de polvo y gas donde
Se pueden estar formando planetas. Con sus capacidades únicas, ASTHROS medirá el
masa total de este disco protoplanetario y mostrar cómo se distribuye esta masa
en todo. Estas observaciones podrían revelar lugares donde el polvo
se agrupa para formar planetas. Aprender más sobre discos protoplanetarios
podría ayudar a los astrónomos a comprender cómo se forman los diferentes tipos de planetas en los jóvenes
sistemas solares.

UNA
Enfoque elevado

Para hacer todo esto, ASTHROS necesitará un gran
globo: cuando está completamente inflado con helio, será de aproximadamente 400 pies (150
metros) de ancho, o aproximadamente del tamaño de un estadio de fútbol. Una góndola debajo del
el globo llevará el instrumento y el telescopio liviano, que consiste
de una antena parabólica de 2.5 metros (8.4 pies) así como una serie de espejos, lentes,
y detectores diseñados y optimizados para capturar luz infrarroja lejana. Gracias a
el plato, ASTHROS empató para el telescopio más grande que jamás haya volado a gran altitud
globo. Durante el vuelo, los científicos podrán controlar con precisión el
dirección que apunta el telescopio y descargar los datos en tiempo real usando
enlaces satelitales.

Helicóptero Marte

Este video de lapso de tiempo muestra el lanzamiento del Observatorio Estratosférico de Terahercios II (STO-2), una misión de astrofísica de la NASA, desde la Antártida en 2016. Tales misiones de globos a gran altitud brindan la oportunidad de observar longitudes de onda de luz que están bloqueadas por la atmósfera de la Tierra . Crédito: NASA / JPL-Caltech

›Vista ampliada

Porque los instrumentos de infrarrojo lejano deben ser
mantenidos muy fríos, muchas misiones llevan helio líquido para enfriarlos. ASTHROS lo hará
en su lugar, confíe en un refrigerador criogénico, que utiliza electricidad (suministrada por ASTHROS
paneles solares) para mantener los detectores superconductores cerca de menos 451.3
grados Fahrenheit (menos 268.5 grados Celsius) – un poco por encima del absoluto
cero, la temperatura más fría que puede alcanzar la materia. El crioenfriador pesa mucho menos
que el gran contenedor de helio líquido que ASTHROS necesitaría para mantener su
Instrumento frío para toda la misión. Eso significa que la carga útil es considerablemente
más ligero y la vida útil de la misión ya no está limitada por la cantidad de líquido
Helio está a bordo.

El equipo espera que el globo complete dos
o tres vueltas alrededor del Polo Sur en aproximadamente 21 a 28 días, llevadas por
vientos estratosféricos predominantes. Una vez que se completa la misión científica, los operadores
enviará comandos de terminación de vuelo que separan la góndola, que es
conectado a un paracaídas, desde el globo. El paracaídas devuelve la góndola.
al suelo para que el telescopio pueda recuperarse y reacondicionarse para volar
de nuevo.

"Lanzaremos ASTHROS al borde de
espacio desde la parte más remota y dura de nuestro planeta ", dijo Siles.
"Si te paras a pensarlo, es realmente un desafío, lo que lo hace tan
emocionante al mismo tiempo ".

Una división de Caltech
en Pasadena, JPL gestiona la misión ASTHROS para la División de Astrofísica de la NASA
Dirección de Misión Científica. JPL también está construyendo la carga útil de la misión. Los Johns
El Laboratorio de Física Aplicada de Hopkins en Maryland está desarrollando la góndola y
sistemas de señalización. La unidad de antena de 2.5 metros está siendo construida por Media Lario
S.r.l. en Lecco, Italia. El crioenfriador de carga útil fue desarrollado por Lockheed Martin
bajo el Programa de Desarrollo de Tecnología de Crioenfriador Avanzado de la NASA. Científico de la NASA
El programa de globos y su instalación de globos de ciencias de Columbia proporcionarán
Servicios de globo y lanzamiento. El lanzamiento de ASTHROS está programado desde McMurdo
Estación en la Antártida, administrada por la National Science Foundation
a través del Programa Antártico de EE. UU. Otros socios clave incluyen el estado de Arizona
Universidad y la Universidad de Miami.

Noticias Medios Contacto

Calla Cofield
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
626-808-2469
calla.e.cofield@jpl.nasa.gov

2020-144

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