Entro aprile 2025, la NASA ha in programma di lanciare un nuovo telescopio spaziale. Si chiamerà SPHEREx, acronimo di Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, osserverà l’Universo in luce infrarossa e orbiterà intorno alla Terra.
Ha una forma caratteristica che lo fa assomigliare a un megafono, a causa dei suoi scudi a forma di cono che lo circonderanno per proteggerlo dalla luce e dal calore del Sole e della Terra. Grande circa 2.6×3.2 metri, sarà il più leggero possibile, per potersi muovere agilmente e velocemente in orbita. Al momento, è in assemblamento presso una camera bianca del JPL.
L’obbiettivo principale della missione SPHEREx sarà capire dove hanno avuto origine l’acqua e altri ingredienti chiave necessari per la vita. Per raggiungerlo, il telescopio misurerà l’abbondanza di ghiaccio d’acqua nelle nubi interstellari di gas e polvere, dove nascono nuove stelle e da cui potenzialmente si formano i pianeti.
SPHEREx studierà anche la storia evolutiva delle galassie, misurando la luce che producono. Queste misurazioni aiuteranno a capire quando le galassie iniziarono a formarsi, e come la loro formazione è cambiata nel tempo. Infine, mappando la posizione di milioni di galassie l’una rispetto all’altra, SPHEREx cercherà nuovi indizi su come la rapida espansione iniziale, o inflazione, dell’Universo abbia avuto luogo una frazione di secondo dopo il Big Bang.
SPHEREx osserva nella lunghezza d’onda infrarossa, chiamata anche radiazione termica perché tutti gli oggetti caldi la emettono. Anche il telescopio può creare luce infrarossa, che andrebbe a interferire con i suoi rilevatori, perciò deve essere mantenuto al freddo, al di sotto di -210 gradi Celsius.
Per garantire che raggiunga questa bassissima temperatura operativa, ha bisogno di un radiatore con scanalatura a V: tre specchi conici, ciascuno con la forma di un ombrello capovolto, impilati uno sopra l’altro. Ciascuno è composto da una serie di cunei, che reindirizzano la luce infrarossa in modo che rimbalzi attraverso gli spazi tra gli scudi e nello spazio. Ciò rimuove il calore trasportato a temperatura ambiente attraverso i supporti del veicolo, che contiene il computer e l’elettronica.
Lo scudo complessivo esterno (photon shield, scudo fotonico) bloccherà la luce e il calore provenienti dal Sole e dalla Terra, e gli spazi tra i tre coni impediranno al calore di farsi strada verso il telescopio. L’esterno degli scudi è in fogli di alluminio, l’interno è una struttura a nido d’ape in alluminio leggera ma robusta.
Il cuore di SPHEREx è il telescopio. Raccoglierà la luce infrarossa da fonti distanti utilizzando tre specchi e sei rilevatori. Il telescopio è inclinato sulla base, in modo da poter vedere quanto più cielo possibile rimanendo all’interno della protezione degli scudi fotonici.
SPHEREx utilizzerà filtri installati sopra i suoi rilevatori per eseguire la spettroscopia. Ogni filtro appare iridescente a occhio nudo e ha più segmenti per bloccare tutta la lunghezza d’onda della luce infrarossa, tranne una specifica. Ogni oggetto osservato da SPHEREx verrà ripreso da ciascun segmento, consentendo agli scienziati di vedere le specifiche lunghezze d’onda infrarosse emesse da quell’oggetto, che si tratti di una stella o di una galassia. In totale, il telescopio può osservare più di 100 lunghezze d’onda distinte.
Costruito dalla Ball Aerospace a Boulder, in Colorado, il telescopio è arrivato a maggio al Caltech di Pasadena, dove è stato integrato con i rilevatori e il radiatore con scanalatura a V. Successivamente, al JPL gli ingegneri lo hanno fissato a una tavola vibrante che simula le vibrazioni che il telescopio subirà durante il viaggio nello spazio. Infine è tornato al Caltech, dove gli scienziati hanno confermato che i suoi specchi sono ancora a fuoco dopo i test sulle vibrazioni.
