Lanzadas las misiones SPHEREx y PUNCH de la NASA

La NASA ya tiene en órbita dos misiones científicas relativamente modestas, pero muy interesantes. El pasado 12 de marzo de 2025 a las 03:10 UTC SpaceX lanzaba un Falcon 9 FT Block 5 desde la rampa SLC-4E de la Base de Vandenberg con el satélite SPHEREx para estudiar el Universo en infrarrojo y los cuatro satélites de la misión PUNCH para observar la corona solar. Los satélites quedaron en una órbita polar heliosíncrona de unos 650 kilómetros de altitud y 97,8º de inclinación. SPHEREx (Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer, «Espectrofotómetro para la Historia del Universo en la Época de la Reionización y Explorador de Hielos» en español) es un pequeño observatorio infrarrojo de 502 kg de masa, 2,6 metros de altura y 3,2 metros de ancho construido por BAE Systems (antes Ball Aerospace) en Boulder (Colorado) para el centro JPL. El satélite tiene un único panel solar de 2,67 x 1,02 metros que genera 750 vatios.

SPHEREx lleva un pequeño telescopio de 20 centímetros de diámetro refrigerado que observará la bóveda celeste en las longitudes de onda de 0,75 a 5 micras. El objetivo de SPHEREx no es tanto obtener imágenes como levantar un mapa espectral de todo el cielo en estas longitudes de ondas. Para ello analizará 102 bandas diferentes del infrarrojo, permitiendo obtener un espectro de todos los puntos del cielo con una resolución de 6,2 segundos de arco, lo que servirá para analizar la distribución de unos 450 millones de galaxias. El telescopio tiene un campo de visión de 3,5º x 11º y emplea seis sensores Hawaii-2RG de cuatro millones de píxeles de telururo de mercurio y cadmio (HgCdTe). Los sensores usan la tecnología empleada en el instrumento NIRCam del telescopio espacial James Webb y la técnica para la obtención de espectros fue validada por el instrumento LEISA de la sonda New Horizons. El Investigador Principal de SPHEREx es Jamie Bock.

El telescopio está rodeado de tres escudos cónicos que sirven de refrigeración pasiva para los detectores infrarrojos. Estos «escudos de fotones» están recubiertos de material aislante (MLI) de aluminio y en medio están hechos con una estructura de nido de abeja también de aluminio. La refrigeración pasiva debe servir para mantener la óptica a –193 ºC (80 kelvin), algo complicado en órbita baja, porque además del calor del Sol, la nave debe evitar el calor de la Tierra, aunque el mayor desafío es mantener esta temperatura constante. Por este motivo, el telescopio debe apuntar a un mínimo de 91º del Sol y 140º de la Tierra. Los sensores usan refrigeración activa para bajar la temperatura a –218 ºC (55 K). El observatorio estudiará el origen y evolución de las galaxias y la distribución de agua en otros sistemas planetarios de la Vía Láctea, pero también permitirá arrojar información sobre el periodo de la inflación tras el Big Bang. La misión primaria tendrá una duración de dos años, durante los cuales se observará todo el cielo en cuatro ocasiones. SPHEREx continuará las investigaciones que iniciaron misiones como CIBER, Spitzer, Herschel, Planck o Akari. SPHEREx nació como la novena misión del programa MIDEX (Medium-Class Explorers) de misiones científicas de coste medio. El satélite comenzará a observar el cielo dentro de un mes aproximadamente, cuando se enfríe a la temperatura adecuada. El coste de la misión es de unos 490 millones de dólares.

Por su parte, la constelación PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) es la 15ª misión del programa SMEX (Small Explorer) de misiones científicas de bajo coste de la NASA. PUNCH ha sido desarrollada para la NASA por el instituto SwRI (Southwest Research Institute) está formado por cuatro pequeños satélites de 64 kg, tres con el instrumento WFI (Wide FIeld Imager) y uno con el NFI (Narrow Field Imager). El WFI proporcionará imágenes del cielo desde los 18 a los 180 radios solares, o sea, a 45º de distancia del Sol con el objetivo de observar el flujo turbulento de la corona y el viento solar. Los campos de visión de los tres satélites se superpondrán para garantizar una cobertura enorme, de 90º. Para ello, se reducirá el brillo de la luz solar en 16 órdenes de magnitud.

Por su parte, NFI es un coronógrafo centrado en el Sol que bloqueará el disco solar para estudiar la corona y que tendrá el mismo campo de visión que el veterano instrumento LASCO del observatorio solar europeo SOHO, de 6 a 32 radios solares. PUNCH estudiará la corona solar y el viento solar, siguiendo la evolución de las eyecciones de masa coronal (CMEs) y su impacto en la magnetosfera terrestre, complementando las observaciones de las misiones Parker Solar Probe de la NASA y Solar Orbiter de la ESA. PUNCH debía haber sido lanzada en 2022 junto con los dos satélites TRACERS, pero tuvo que ser retrasada. PUNCH ha costado unos 150 millones de dólares. PUNCH, junto con SPHEREx, son ejemplos de misiones relativamente modestas que aportarán ciencia de primer orden.

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