Il Roman Space Telescope, lanciato il 30 agosto ed ora in viaggio verso il punto Lagrangiano L2 a 1,5 milioni di km dalla Terra, aprirà nuovi orizzonti allo studio della materia oscura, dell’espansione dell’universo e dei pianeti extrasolari. Con uno specchio di 2,4 m di diametro, paragonabile a quello dello Hubble Space Telescope, ed un’ottica progettata per massimizzare il campo di vista potrà coprire con una osservazione una regione 100 volte più grande di quanto possa fare Hubble, moltiplicando possibilità di indagine scientifica e riducendo sensibilmente i tempi necessari per raccogliere dati su vaste aree di cielo.

L’infografica della NASA mostra chiaramente la differenza nei campi di vista dei tre telescopi spaziali Hubble, Roman e JWST.

Capacità complementari degli strumenti di tre missioni di punta della NASA (Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center).

Lo strumento principale del Roman Space Telescope è una telecamera a infrarossi da 300 megapixel che, a partire da inizio 2027, ogni giorno invierà a terra 1 terabyte di dati.

I rivelatori del wide field instrument (Crediti: NASA).

lo strumento a grande campo è ripreso nel logo della missione (Crediti: NASA).

Nei piani della NASA, formulati intorno al 2010-2011, si pensava ad missione che doveva focalizzarsi sulla copertura sistematica di vaste zone del cielo sfruttando le lunghezze d’onda infrarosse non penalizzate dalla presenza di polvere, quindi più penetranti di quelle ottiche. La missione, nota come WFIRST (Wide Field InfraRed Survey Telescope), però, non sembrava nata sotto una buona stella: nel bilancio della NASA, già impegnata nel JWST, non c’era posto per un altro telescopio. La situazione mutò a seguito di un intervento esterno assolutamente estraneo alla ricerca astronomica che merita di essere raccontato.

Il Roman Space Telescope viene rilasciato dal secondo stadio del Falcon Heavy che lo ha immesso sulla traiettoria per raggiungere il punto L2. In primo piano l’antenna dalla quale transiterà 1 terabyte di dati al giorno (Crediti: NASA).

Infatti, il telescopio che domenica è stato spinto sulla traiettoria che tra 100 giorni lo porterà nel suo punto di osservazione, non era nato per studiare il cosmo. Il suo obiettivo doveva essere l’osservazione della Terra per spiare tutto quello che può avere rilevanza militare. Era stato costruito per il National Reconnaissance Office (NRO), responsabile della sorveglianza spaziale per conto del dipartimento della difesa -ora dipartimento delle guerra- statunitense. Dal momento che le attività dello NRO sono coperte da segreto militare, non sappiamo a quale programma appartenesse il telescopio riconvertito.

Di sicuro, tra il 1976 ed il 2011, sono stati lanciati per conto dello NRO 15 satelliti spia della serie KeyHole (buco della serratura) e nelle comunità astronomica si mormorava che alcuni avessero una spiccata somiglianza con lo Hubble Space Telescope. Alternativamente si potrebbe guardare al progetto Future Imagery Architecture iniziato da NRO negli anni ’90 e perseguito con decisione dopo gli attentati dell’11 settembre allo scopo di costruire una nuova serie di telescopi ad alta tecnologia per raccogliere dati satellitari sugli avversari degli Stati Uniti. Con specchi delle dimensioni di Hubble, i telescopi spia sarebbero stati in grado di osservare oggetti sulla Terra più piccoli di una tazza da caffè. Tuttavia, il progetto, affidato alla Boeing, subì ritardi e sforamenti di budget e, nel 2005, venne cancellato, ma non prima che parte dell’hardware fosse già stata costruita. Qualcuno alla NASA, venuto a sapere dell’esistenza di questi telescopi avanzati, aveva tentato di chiedere allo NRO cosa intendesse fare, senza risultato. La situazione è cambiata nel 2011 quando lo NRO ha contattato la NASA dicendo di essere disposto a cedere due telescopi della classe di Hubble. L’hardware si trovava in una camera bianca dell’azienda Exelis, successivamente acquisita da L3Harris, a Rochester, New York. Ed è lì che li hanno ammirati nel 2012 importanti funzionari della NASA che erano andati a sincerarsi dello stato dei telescopi. Il fatto che la comunità astronomica abbia potuto contare su un unico Hubble Space Telescope, mentre i militari ne hanno dispiegato un numero imprecisato, tanto da averne alcuni avanzati, dà immediatamente l’idea della abissale differenza tra i finanziamenti per la ricerca e quelli militari. Prima di accettare il dono, NASA ha voluto sincerarsi che i telescopi “spia”, progettati per fornire immagini a grande campo, potessero essere di utilità astronomica. È stato istituito un gruppo di lavoro che ha immediatamente riconosciuto che era proprio quello che serviva per la missione WFIRST, che languiva per mancanza di fondi. Dal momento che in un osservatorio spaziale il telescopio rappresenta una frazione significativa del costo, la donazione dello NRO è giunta a fagiolo e ha permesso di fare partire il programma.

Così, nel 2016 la NASA ha formalmente avviato la missione WFIRST e ha iniziato lo sviluppo, con L3Harris che ha mantenuto lo specchio a Rochester e si è aggiudicata il contratto per completare il lavoro.

Ma WFIRST non era ancora fuori pericolo. I tentativi di cancellarlo non sono mancati: due volte durante l’era Obama e tre volte durante la prima amministrazione Trump. Ogni volta, il Congresso ha scelto di salvare la missione. Nel 2020, per evitare il pericolo di altri tentativi di cancellazione, Thomas Zurbuchen, allora a capo dei progetti scientifici della NASA, decise di dedicare WFIRST a Nancy Grace Roman, una scienziata assunta alla NASA nel 1959 e presto diventata la prima NASA Chief Astronomer. In un’epoca in cui le donne astronome erano rare, Nancy Roman, pur restando nell’ombra, è stata l’iniziatrice di tutti i programmi di astronomia dallo spazio americani. È grazie a lei che sono nati i satelliti dedicati all’astronomia ultravioletta, X e gamma. Si tratta di radiazioni che vengono assorbite dall’atmosfera e quindi si possono misurare solo dallo spazio, ma Nancy Roman capì che, oltre l’atmosfera, lo spazio offriva le condizioni perfette per le osservazioni ottiche. Per questo si spese moltissimo perché la NASA costruisse un telescopio spaziale, difese il progetto davanti al Congresso ed ottenne i finanziamenti, diventando la “mamma” dello Hubble Space Telescope. La decisione di onorare la sua memoria è un meritato riconoscimento, anche perché il Roman Space Telescope sarà il primo strumento spaziale dedicato ad una scienziata.

In cinque anni di osservazione, Roman scansionerà circa il 12% del cielo e contribuirà a diversi campi dell’astronomia come evidenziato in questa infografica NASA.

(Crediti: NASA)

Lo strumento a grande campo riprenderà miliardi di galassie. Cercherà eventuali distorsioni nelle immagini delle galassie causate da ammassi di materia oscura che curvano la traiettoria della luce. Mappando questo effetto, chiamato lente gravitazionale debole, Roman traccerà la distribuzione della materia nell’universo. Inoltre Roman andrà alla ricerca di migliaia di supernove di tipo Ia risalenti a oltre 10 miliardi di anni fa, nella prima parte della storia dell’Universo che ha 13,8 miliardi di anni. Dovrebbe stanare un numero di antiche supernovae molto maggiore di quanto sia stato possibile con altri sytumenti, rivelando come l’espansione dell’universo sia cambiata nel corso della storia.

Roman sarà anche rivoluzionario per lo studio degli esopianeti. Una delle sue indagini si concentrerà sul centro della Via Lattea, dove osserverà centinaia di milioni di stelle alla ricerca di eventuali cali di luminosità dovuti al transito dei pianeti in orbita che fanno ombra alla loro stella. La tecnica dei transiti è quella che ha già permesso di scoprire la maggior parte dei 6.000 pianeti attualmente conosciuti. Roman potrebbe trovarne fino a 100.000, offrendoci un ampio campione di diverse popolazioni planetarie in tutta la galassia.

Oltre allo strumento a grande campo, Roman è dotato un coronografo sperimentale progettato per riprendere direttamente gli esopianeti annullando la luce della loro stella.

Questo strumento è un precursore del coronografo che la NASA vuole far volare sul suo Habitable Worlds Observatory, quindi la sua valenza è soprattutto tecnologica, ma, se funzionerà, aprirà nuove prospettive per la ricerca di una nuova terra.