¿Por qué el telescopio Roman de la NASA puede cambiar la astronomía?

La NASA tiene preparado el telescopio espacial Nancy Grace Roman para despegar este domingo 30 de agosto desde Florida a bordo de un Falcon Heavy de SpaceX. El lanzamiento está previsto a las 7:26 de la mañana en la costa este de Estados Unidos, las 13:26 en la España peninsular, desde la plataforma 39A del Centro Espacial Kennedy. Tras superar la revisión final, la misión tiene luz verde, aunque la meteorología conserva su pequeño derecho al suspense: la previsión sitúa en un 60 % las probabilidades de condiciones favorables.

Roman no será simplemente otro gran telescopio colocado detrás de Hubble y James Webb. Su especialidad consiste en algo distinto: ver muchísimo cielo de una sola vez sin renunciar a una imagen extraordinariamente nítida. Su espejo principal mide 2,4 metros, prácticamente como el del Hubble, pero su campo de visión será al menos cien veces mayor. En términos domésticos, donde Hubble mira por una ventana estrecha y examina cada detalle del jardín, Roman abre de golpe el ventanal.

Y aquí conviene corregir una cifra que ha circulado alrededor del lanzamiento. No se espera que Roman estudie únicamente 2.000 galaxias. Las previsiones de la misión señalan que observará más de mil millones de galaxias durante su actividad científica, mientras algunas estimaciones elevan todavía más su alcance potencial. Esa escala explica para qué ha sido construido: estudiar el universo como población, no solo como colección de objetos espectaculares.

Roman despega con una misión preparada antes de lo previsto

El cohete Falcon Heavy con el observatorio fue trasladado este sábado hasta la plataforma de lanzamiento y colocado en posición vertical. Sus 27 motores Merlin deberán sacar de la gravedad terrestre un telescopio de aproximadamente 12,7 metros de longitud, comparable en tamaño a un autobús, antes de iniciar el viaje hacia su lugar de trabajo en el espacio profundo.

La fecha tiene otra particularidad poco habitual en grandes programas científicos: Roman llega al lanzamiento meses antes del calendario inicialmente previsto. NASA y SpaceX completaron la revisión de preparación y autorizaron el inicio de la cuenta atrás. En una industria donde los retrasos suelen medirse con resignación casi geológica, adelantar un observatorio de esta complejidad tiene algo de anomalía estadística.

El tiempo, último obstáculo antes del Falcon Heavy

La principal incertidumbre inmediata procede del cielo de Florida. Los meteorólogos calculan un 60 % de probabilidades de tiempo favorable para el momento del despegue. La ventana está fijada para las 11:26 UTC, las 13:26 en horario peninsular español.

Si las condiciones permiten volar y la secuencia transcurre como está previsto, el Falcon Heavy enviará a Roman hacia el punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra, situado aproximadamente a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta, en dirección opuesta al Sol. Es también la región desde la que trabaja el James Webb: un entorno térmicamente estable y especialmente adecuado para instrumentos sensibles a la radiación infrarroja.

Un Hubble panorámico para observar el universo a otra escala

La comparación con Hubble resulta inevitable, pero puede despistar. Roman no pretende jubilarlo ni hacer lo mismo un poco mejor. Ambos tienen un espejo principal de 2,4 metros, aunque el nuevo observatorio ha sido concebido para barrer extensiones enormes del cielo con rapidez.

Su instrumento principal, el Wide Field Instrument (WFI), es una cámara de 288 megapíxeles preparada para trabajar principalmente en el infrarrojo cercano. Cada exposición abarcará una porción del cielo mayor que el tamaño aparente de la Luna llena. Frente a las imágenes infrarrojas de Hubble, la diferencia de superficie observada puede superar ampliamente las cien veces.

Eso cambia la manera de investigar. Hubble ha sido extraordinario encontrando profundidad: una pequeña parcela aparentemente negra podía convertirse, después de largas exposiciones, en un océano de galaxias. Roman podrá conservar una resolución comparable mientras amplía enormemente el encuadre. Durante sus primeros cinco años está diseñado para fotografiar más de 50 veces la superficie celeste que Hubble cubrió durante sus primeras tres décadas.

Una cámara que producirá un océano de datos

El precio científico de mirar tan deprisa es una avalancha de información. Roman puede generar alrededor de 20 petabytes de datos durante su misión primaria de cinco años. No serán únicamente fotografías bonitas para decorar pantallas: habrá posiciones de estrellas, espectros, variaciones de brillo, galaxias, supernovas, posibles planetas y fenómenos transitorios que aparecerán y desaparecerán entre una observación y la siguiente.

El volumen tiene una consecuencia interesante. Roman no solo estudiará objetos que los astrónomos ya conocen; producirá enormes bases de datos en las que científicos de todo el mundo podrán buscar cosas que nadie había previsto encontrar. La misión está planteada precisamente como un gran observatorio de reconocimiento, capaz de señalar objetivos que después podrán estudiarse con mayor detalle mediante Hubble, Webb y telescopios terrestres.

Energía oscura: medir lo que no podemos ver

Una parte esencial del programa intentará aclarar uno de los problemas más incómodos de la cosmología moderna: por qué la expansión del universo se acelera.

La explicación dominante utiliza el concepto de energía oscura, nombre elegante para una realidad bastante menos satisfactoria: sabemos que algún efecto parece estar empujando la expansión cósmica, pero ignoramos su naturaleza. Roman medirá distancias, formas y distribución de cantidades gigantescas de galaxias y observará supernovas de tipo Ia, utilizadas como referencias para reconstruir cómo ha cambiado la velocidad de expansión del cosmos.

Aquí los grandes números importan. Examinar unas pocas galaxias ofrece ejemplos; examinar cientos de millones permite hacer estadística cosmológica. Roman podrá reconstruir la estructura del universo en tres dimensiones y estudiar cómo la materia oscura ha influido en la formación de galaxias y cúmulos durante miles de millones de años.

La misión incluso permitirá comprobar con mucha mayor precisión si el comportamiento observado encaja con la relatividad general de Einstein a escalas cosmológicas. Quizá el problema sea una misteriosa energía que llena el espacio. Quizá nuestros modelos gravitatorios necesiten ajustes. Roman no parte con la respuesta escrita en el bolsillo, que es precisamente lo interesante.

Del universo remoto a miles de nuevos mundos

El segundo gran territorio científico está bastante más cerca: nuestra propia galaxia. Roman realizará observaciones repetidas de regiones densamente pobladas de la Vía Láctea, buscando las diminutas alteraciones de luz provocadas cuando la gravedad de un objeto situado en primer plano actúa como una lente sobre una estrella más distante.

La llamada microlente gravitacional permitirá encontrar planetas difíciles de detectar mediante otras técnicas, incluidos mundos situados muy lejos de sus estrellas e incluso posibles planetas errantes, cuerpos que vagan por la galaxia sin orbitar una estrella como el Sol.

Las previsiones de la misión apuntan a que el conjunto de observaciones de Roman podría revelar alrededor de 100.000 exoplanetas, ampliando radicalmente el catálogo disponible y, sobre todo, permitiendo comparar sistemas planetarios muy distintos del pequeño vecindario galáctico que conocemos mejor.

Roman incorpora también un coronógrafo experimental. El instrumento bloquea con enorme precisión la luz procedente de una estrella para intentar distinguir cuerpos muchísimo más débiles situados a su alrededor. No es el objetivo científico principal del observatorio, sino una demostración tecnológica destinada a probar métodos que podrían utilizar futuras misiones para fotografiar planetas parecidos a la Tierra.

Tres meses antes de que empiece la verdadera ciencia

El lanzamiento será espectacular, pero científicamente solo abre la puerta. Una vez separado del cohete, Roman tendrá que viajar hacia L2 mientras sus sistemas se despliegan, estabilizan y verifican. El equipo de la misión prevé aproximadamente tres meses de puesta en servicio, con calibraciones y pruebas antes de comenzar las operaciones científicas regulares.

Las primeras imágenes científicas están previstas para principios de 2027. A partir de ahí comenzará una misión primaria de cinco años, aunque el observatorio ha sido diseñado con combustible suficiente para aspirar a otros cinco si su estado y la financiación permiten prolongar el programa.

Roman lleva el nombre de Nancy Grace Roman, primera astrónoma jefe de la NASA y una de las figuras decisivas para que Estados Unidos apostara por grandes observatorios fuera de la atmósfera. Su trabajo ayudó a abrir el camino del propio Hubble. Que el nuevo telescopio herede su nombre tiene cierta simetría: la científica que defendió mirar el universo desde el espacio da nombre al instrumento que pretende mirarlo con el encuadre más ancho hasta la fecha.

El universo deja de caber en una fotografía

Durante décadas, buena parte de la astronomía espacial ha consistido en seleccionar pequeños fragmentos del cielo y exprimirlos hasta extraer de ellos cada fotón posible. Roman añade otra posibilidad: observar enormes poblaciones cósmicas con una precisión que hasta ahora estaba reservada a campos mucho más pequeños.

Ese cambio parece técnico, pero es profundo. Muchas respuestas no están escondidas en una galaxia extraordinaria ni en un planeta especialmente fotogénico, sino en las diferencias entre millones de objetos celestes. Para entender cómo se organiza una ciudad no basta con fotografiar una ventana; hace falta ver las calles, los barrios, las luces y también las zonas oscuras.

Roman ha sido construido para eso. Un telescopio menos interesado en encontrar una postal perfecta del universo que en levantar su gran mapa estadístico. Y, tratándose del cosmos, el mapa puede terminar siendo bastante más extraño que el territorio que creíamos conocer.