Innovadora Arquitectura Criogénica

Los telescopios infrarrojos espaciales han sido hasta ahora encapsulados dentro de un criostato gigante que contiene el helio líquido super-fluido necesario para regrigerar el telescopio a temperaturas cerca del cero absoluto. Esta configuración es conocida como arquitectura de "lanzamiento frio" (abajo izquierda). A diferencia de IRAS e ISO (Inglés), Spitzer va a adoptar una innovadora arquitectura de "lanzamiento tibio" (ver figura abajo). El Observatorio será lanzado a temperatura ambiente y se enfriará radiativamente (o pasivamente) en el espacio. Sólo los instrumentos en el plano focal y el criostato de helio líquido serán encapsulados en una cámara de vacío.

La arquitectura criogénica de "lanzamiento tibio" adoptada por Spitzer (derecha) reduce substancialmente el peso del observatorio y sus gastos de desarrollo. Nótese como el tamaño del telescopio (indicado en rojo) es idéntico en los dos diseños. La reducción del tamaño del criostato (en azul) permite que el observatorio pueda ser mucho mas pequeño.
NASA/JPL

Es importante reconocer que la arquitectura de "lanzamiento tibio" es posible gracias a la elección de la órbita. Spitzer se encontrará en un espacio relativamente frío (lejos de la Tierra) lo que permitirá que, pasadas unas semanas desde su lanzamiento, el Observatorio se haya enfriando pasivamente a una temperatura de menos de 40 K. En ese momento el telescopio será desacoplado térmicamente de la parte exterior del montaje criogénico del telescopio (cryogenic telescope assembly, CTA). La evaporación del helio líquido produce un vapor que enfría el CTA a la temperatura operacional de 5.5 K.

Con esta innovadora arquitectura de lanzamiento, combinada con 360 litros de helio líquido, se estima que la vida de la misión será de unos cinco años. Es comparación, IRAS utilizó 520 litros de criogeno durante su misión de 10 meses e ISO usó 2140 litros para completar su misión de casi 2.5 años.

El beneficio más obvio de esta arquitectua es la reducción substancial del tamaño del Observatorio y consiguientemente de los costos de lanzamiento. Spitzer será lanzado en un cohete Boeing Delta-II (Inglés) modificado, en vez de un cohete Titán o Atlas más grandes y caros.

Un beneficio secundario de la arquitectura de "lanzamiento tibio" es que simplifica las pruebas y la integración en tierra previas al lanzamiento. Sin la necesidad de poner el Observatorio en un criostato, es más fácil y menos costoso probar los diferentes subsistemas durante la integración del Observatorio antes del lanzamiento.

La arquitectura de "lanzamiento tibio" y el enfriamento pasivo en el espacio profundo es el futuro de los observatorios infrarrojos espaciales. Este enfoque más económico está también siendo adoptado, con algunas variaciones, en el diseño de telescopios infrarrojos de gran apertura, como el Telescopio Espacial de Próxima Generación (Inglés) (Next Generation Space Telescope).

Mas Innovaciones

El Telescopio Espacial Spitzer es una misión de la NASA operada y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Reacción (Jet Propulsion Laboratory). Este sitio en la Red es mantenido por el Grupo de Educación y Difusión Pública en el Centro Científico Spitzer, localizado en el Instituto Tecnológico de California (California Institute of Technology), y que forma parte del Centro de Análisis y Procesamiento Infrarrojo (IPAC) de la NASA.