WFIRST: il telescopio più complesso che abbia mai volato

Non sempre lo spazio va esplorato, alcune volte semplicemente osservato; ne è un esempio lampante WFIRST (Wield Field InfraRed Survey Telescope). La teoria della relatività generale di Einstein descrive un Universo statico in cui la gravità è in perfetto equilibrio con una forza oscura, della cui esistenza non vi era alcuna prova, introdotta nelle sue equazioni sotto forma di “Costante Cosmologica”.
Agli inizi degli anni ’20, tuttavia, a seguito delle scoperte degli astronomi Lemaitre e Hubble, secondo cui le galassie si allontanavano le une dalle altre a un’incredibile velocità, Einstein ammise che quella costante fosse una delle più grandi sviste: l’Universo era tutt’altro che statico. 

L’espansione ed evoluzione del cosmo a partire da uno stato di materia infinitamente caldo e denso è la descrizione più accreditata della nascita dell’Universo. Secondo la teoria di inflazione cosmica, lo stato iniziale di materia viene indicato con il termine Inflatone, riferendosi, più tecnicamente, a un campo scalare e alla particella a esso associata: ciò consente di spiegare la violenta accelerazione dell’espansione dell’Universo avvenuta circa 10^(-35) secondi dopo il Big Bang.

Oltre che sul principio, esistono teorie anche per la fine: alcune prevedono che, se eccessivamente carico di materia, l’Universo potrebbe rallentare la sua espansione fino a invertirla e collassare su sé stesso.

A seguito dello sviluppo di moderni telescopi, tra cui Hubble, si riuscì ad avere accesso a zone dello spazio molto più distanti di quelle osservabili con telescopi di terra. Il confronto tra i rilevamenti mostrò che galassie più lontane si allontanano più velocemente: l’espansione dell’Universo non sta rallentando, come sarebbe lecito pensare a causa della gravità, ma accelerando.

L’accelerazione si suppone causata da una pressione nascosta che solo a livello intergalattico, ossia a distanze più ampie, si rivela come debole forza in opposizione alla gravità; a essa ci si riferisce con il nome di energia oscura che compone, per alcune affidabili stime, il 68% dell’energia totale del cosmo.

A valle di queste scoperte, le teorie che prevalgono sono due: la teoria di Einstein potrebbe necessitare di alcune modifiche, smentendo il suo scetticismo sulla Costante Cosmologica, oppure tale teoria dovrebbe essere rimpiazzata su scala inter-galattica.

Ambizioso progetto della NASA, dal valore di 3.2 miliardi di dollari, WFIRST ha come obiettivo primario quello di acquisire dati su questa energia oscura misurandone l’interazione con il visibile al fine di definirne natura e provenienza.
WFIRST, grazie a un telescopio di diametro pari a 2.4 m, fornisce un FOV (Field Of View) più grande di un fattore 100 del telescopio Hubble, a parità di risoluzione.
L’equipaggiamento del satellite è composto da due strumenti principali:

• High Latitude Spectroscopic Survey permetterà di misurare la variazione di distribuzione delle galassie in funzione della distanza, consentendo di rivelare, tramite onde sonore, le impronte che il Big Bang ha lasciato su di esse;
• High Latitude Imaging Survey misurerà il grado di distorsione visiva generato da oggetti super massivi come pianeti, stelle, galassie e materia oscura; gli effetti vengono valutati attraverso l’osservazione di forma e distanza dei super-ammassi galattici.

Misurando inoltre la luminosità apparente di supernove ed elaborando i dati in relazione a quelli forniti dai due strumenti, si spera di riuscire ad ottenere informazioni su come questa energia oscura influenzi il cosmo e quale sia stato il suo ruolo fino ad oggi, per tentare di prevedere quale sarà il futuro del nostro Universo. 

La tecnologia all’avanguardia che forse consentirà di giungere a questi risultati è il Coronografo; inventato per oscurare i raggi solari e mostrare la corona solare, quello montato a bordo di WFIRST è di circa 3 ordini più sofisticato di quelli che abbiano mai volato.
Il coronografo è una tecnologia multistrato in cui un sistema di prismi e detector convoglia la luce su due specchi che si deformano sotto l’effetto di migliaia di micro attuatori: ciò permette di acquisire un fotone dal pianeta scartandone 1 miliardo dalla stella, risultando fondamentale per la ricerca di esopianeti.
Questo strumento è stato definito dal team che lavora al JPL, divisione della NASA, come lo strumento astronomico più complesso che abbia mai volato.

Il lancio è previsto entro la fine del 2020 nonostante abbia subito dei rallentamenti per consentire un aumento di costi per il James Webbs Telescope .