Completato il telescopio spaziale Nancy Grace Roman

Il Nancy Grace Roman Space Telescope, il prossimo grande telescopio spaziale dell’Agenzia spaziale statunitense (NASA) è stato completamente assemblato. Il 25 novembre scorso, nella camera bianca del Goddard Space Flight Center, sono state unite la porzione interna ed esterna in cui il telescopio era stato diviso in modo da essere testato. Lo smontaggio in più parti era necessario per permettere lo svolgimento delle verifiche tecniche, viste le dimensioni considerevoli dell’osservatorio: 12,7 metri di lunghezza e 4,4 metri di larghezza, quando i pannelli fotovoltaici sono completamente dispiegati.

La struttura ora verrà sottoposta agli ultimi controlli e nei prossimi mesi verrà trasportata al Kennedy Space Center, in Florida, per l’inizio delle operazioni preparatorie al lancio. Nonostante sia previsto per maggio 2027, NASA ha comunicato che la messa in orbita potrebbe avvenire già nell’autunno 2026. Il razz selezionato è un Falcon Heavy di SpaceX, mentre la destinazione il punto Lagrangiano L₂ del sistema Terra-Sole, una posizione a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra e opposta rispetto al Sole.

I progressi estivi

A metà giugno 2025 sono stati installati i pannelli fotovoltaici: ne avevamo parlato in un articolo dedicato.

Il Nancy Grace Roman Space Telescope è quasi ultimato

Alla fine di luglio 2025 i tecnici hanno installato due pannelli quadrangolari, che assieme al Solar Array Sun Shield (SASS) e alla Deployable Aperture Cover (DAC) costituiscono il Lower Instrument Sun Shade: lo scopo è schermare il calore e la luce del Sole, mantenendo così stabile e bassa la temperatura degli strumenti. Il Nancy Grace osserverà infatti nell’infrarosso, la stessa regione dello spettro elettromagnetico in cui viene irraggiato il calore proveniente dagli strumenti: per questo è necessario che restino il più freschi possibile, in modo da evitare contaminazioni nei dati.

Il “parasole” è nei fatti un’estensione dei moduli fotovoltaici, senza la presenza delle celle per la generazione di corrente elettrica. La coppia di pannelli quadrangolari misurano ognuno di 2,1 m di lato e 7,6 cm di spessore e presentano una struttura interna a nido d’ape, in grado di garantire leggerezza e isolamento termico. Gli strati esterni di copertura del reticolo sono fatti di alluminio molto sottile e ricoperti da un film di un polimero in grado di garantire il minor trasferimento di calore possibile. Sul lato esposto al Sole gli strati sono 17, dal momento che raggiungerà i +102℃, mentre quello inferiore in ombra ne ha solo uno, poiché la temperatura superficiale sarà di circa -135℃.

Questa protezione sarà il primo sistema in assoluto ad essere dispiegato dopo che il telescopio si è staccato dal secondo stadio del Falcon Heavy: avverrà un’ora circa dopo il lancio e ogni pannello impiegherà circa due minuti per raggiungere la posizione finale.

I test autunnali: la porzione esterna e…

Questa parte è costituita da tre distinte sezioni: Outer Barrel Assembly (OBA), Solar Array Sun Shield (SASS) e dalla Deployable Aperture Cover (DAC). La prima protegge gli specchi da fonti di luce contaminanti, li mantiene a temperatura controllata e funge da supporto strutturale per le restanti due: il SASS, l’assieme dei pannelli fotovoltaici e del parasole, e il DAC, l’oscurante estendibile che impedisce il passaggio di luce non proveniente dagli obiettivi che si vogliono studiare.

Sono stati effettuati con successo due collaudi: uno acustico e uno vibrazionale, con lo scopo di simulare le condizioni del lancio e verificare integrità, stabilità e resistenza. Nel primo test la struttura è stata posizionata in una grande stanza, in cui degli altoparlanti hanno simulato il rumore del decollo e le vibrazioni ad alta frequenza che si generano. L’intensità è stata gradualmente aumentata, fino a raggiungere il valore di 138 dB per un intero minuto, simile all’emissione percepita sostando vicino a un jet in partenza. Il test vibrazionale è stato invece necessario per verificare quelle a bassa frequenza, dai 5 ai 50 Hz: nonostante ogni sessione durasse circa un minuto, sono stati analizzati tutti e tre gli assi di movimento, rendendo il processo lungo diverse settimane.

… la porzione interna

La porzione interna è costituita invece dal telescopio, dalla struttura che permette l’alloggiamento dei due strumenti della missione, i due strumenti stessi (il Wide Field Instrument (WFI) e il Coronagraph Instrument) e l’architettura che avvolge l’intero sistema, chiamata bus.

Questa parte di telescopio è stata testata ad agosto nello Space Environment Simulator, un banco prova del Goddard che permette di simulare, come suggerisce il nome, le condizioni di pressione e temperatura dello spazio. La particolarità di questo test, durato 65 giorni, è di essere avvenuto mentre negli Stati Uniti era in corso lo shutdown del Governo, il periodo in cui a causa della mancata approvazione di una legge di bilancio federale non è possibile spendere denaro. Per il 2025 è iniziato il primo di ottobre ed è terminato il 12 novembre. Nonostante queste difficoltà, hanno partecipato alla campagna oltre 200 persone.

La missione scientifica

Durante i cinque anni di missione scientifica, il Nancy Grace studierà tutto quello che c’è nell’Universo, dalla materia oscura agli oggetti nel sistema solare esterno, con i due strumenti.

Il Coronagraph Instrument è sia un dimostratore tecnologico che un coronografo per osservare direttamente i pianeti attorno a stelle diverse dal Sole, bloccandone la loro luce. Lo scopo è individuare pianeti più vecchi, freddi e vicini alla stella principale rispetto a quelli finora trovati con questo metodo, solitamente più grandi di Giove e con temperatura molto elevate. Verranno condotte osservazioni per tre mesi nel corso del primo anno e mezzo della missione, con altre possibili in seguito.

Il WFI è invece una camera da 288 megapixel con un campo di vista 100 volte più grande di quello di Hubble e una risoluzione comparabile: ogni immagine sarà più grande della dimensione apparente della Luna piena.

Il WFI effettuerà tre campagne osservative principali, che costituiranno il 75% della missione primaria. La High-Latitude Wide-Area Survey combinerà osservazioni e spettroscopia per individuare oltre un miliardo di galassie, coprendo un ampio arco temporale e spaziale. In questo modo gli astronomi potranno studiare l’evoluzione dell’Universo, tracciare la formazione delle galassie e degli ammassi di galassie e individuare la materia oscura, una componente dell’Universo che interagisce con la materia ordinaria solamente tramite la gravità.

La High-Latitude Time-Domain Survey permetterà lo studio della dinamica dell’Universo attraverso l’osservazione di una stessa regione del cielo più volte. In questo modo, unendo le immagini, sarà possibile visualizzare il movimento degli oggetti cosmici e studiare il ruolo dell’energia oscura, un particolare tipo di energia che si pensa sia alla base dell’accelerazione nell’espansione dell’Universo.

Infine la Galactic Bulge Time-Domain Survey studierà l’interno della Via Lattea, la galassia del sistema solare, e in particolare le regioni più centrali. Gli astronomi cercheranno di individuare delle microlenti gravitazionali, un fenomeno per cui la luce proveniente da una stella distante e non visibile viene amplificata dalla presenza di un’altra stella, proprio come in una lente. In questo modo sarà possibile trovare potenzialmente pianeti nella zona abitabile e anche più distanti.

Il restante 25% del tempo sarà dedicato ad altre osservazioni, su proposta degli scienziati della comunità mondiale. Tutti i dati – 1300 Gb quotidiani – saranno resi di pubblico dominio immediatamente, in modo da essere analizzati.

Fonti: NASA (1), NASA (2), NASA (3)