La NASA planea reparar NICER (Explorador de composición interior de estrellas de neutrones), un telescopio de rayos X en la Estación Espacial Internacional, durante una caminata espacial a finales de este año. Será el cuarto observatorio científico en órbita atendido por astronautas.
En mayo de 2023, los científicos descubrieron que NICER había desarrollado una "fuga de luz". La luz solar no deseada entraba en el instrumento y llegaba a los sensibles detectores del telescopio. Si bien el equipo tomó medidas inmediatas para mitigar el impacto en las observaciones, también comenzaron a pensar en una posible reparación.
"La luz solar interfiere con la capacidad de NICER para recopilar mediciones viables de rayos X durante el día de la estación", dijo Zaven Arzoumanian, líder científico de NICER en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Las observaciones nocturnas no se ven afectadas, y el telescopio continúa produciendo ciencia increíble. Cientos de artículos publicados han utilizado NICER desde que comenzó la misión. Bloquear parte de la luz que se filtra nos permitiría volver a operaciones más normales durante todo el día".
Arzoumanian presentó los esfuerzos para abordar el tema durante una charla el viernes 12 de abril en la 21ª reunión de la División de Astrofísica de Altas Energías de la Sociedad Astronómica Americana en Horseshoe Bay, Texas.
NICER se encuentra cerca de los paneles solares interiores de estribor de la estación. Desde esa posición, mira hacia el cielo de rayos X, recopilando datos sobre muchos fenómenos cósmicos, como pulsos regulares de remanentes estelares superdensos llamados estrellas de neutrones y "ecos de luz" de agujeros negros en llamas. La observación de estos objetos ayuda a responder preguntas sobre su naturaleza y comportamiento y aumenta nuestra comprensión de la materia y la gravedad. En 2017, NICER también demostró el uso de estrellas de neutrones pulsantes en nuestra galaxia para servir como balizas de navegación para la futura exploración del espacio profundo a través de un programa llamado SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).
El telescopio cuenta con 56 concentradores de rayos X de aluminio. Cada concentrador tiene un conjunto de espejos anidados, diseñados para saltar los rayos X a un detector. Delante del concentrador se encuentra un filtro delgado, llamado escudo térmico, que bloquea la luz solar. El concentrador está rematado por una pieza circular hueca de compuesto de carbono, llamada parasol, con seis segmentos que se asemejan a un pastel en rodajas. La sombrilla está diseñada para mantener los concentradores frescos a la luz del sol y proteger los delicados escudos térmicos. Después de que se desarrollara la fuga de luz, las fotos revelaron varias áreas pequeñas de daño en algunos de los escudos, aunque aún no está claro qué las causó.
"No diseñamos NICER para el servicio de la misión. Se instaló robóticamente y lo operamos desde el suelo", dijo Keith Gendreau, investigador principal de NICER en Goddard. "La posibilidad de una reparación ha sido un reto apasionante. Consideramos tanto las soluciones para caminatas espaciales como las robóticas, desconcertando cómo instalar parches utilizando lo que ya está presente en el telescopio y en los kits de herramientas de la estación espacial".
Después de muchos meses de consideración, la caminata espacial fue seleccionada como el camino a seguir. El Telescopio Espacial Hubble y la Misión Solar Máxima de la NASA, así como el AMS (Espectrómetro Magnético Alfa, también en la estación) son los únicos otros observatorios científicos reparados por astronautas en órbita.
La solución de NICER es sencilla. Cinco cuñas en forma de pieza de pastel encajarán en los parasoles sobre las áreas con mayor daño y se bloquearán en su lugar. Los parches están diseñados para aprovechar una pieza existente del equipo de los astronautas, llamada herramienta con mango en T.
"Si bien trabajamos arduamente para asegurarnos de que los parches sean mecánicamente simples, la mayoría de las actividades de reparación en el espacio son muy complicadas", dijo Steve Kenyon, líder mecánico de NICER en Goddard. "Hemos estado realizando pruebas para confirmar que el trabajo de reparación será una solución efectiva para la fuga de luz de NICER y completamente seguro para los astronautas en la caminata espacial y la estación espacial".
Los parches están programados para lanzarse a la estación espacial a bordo de la 21ª misión comercial de servicios de reabastecimiento de Northrop Grumman a finales de este año. Los astronautas completarán su instalación durante una caminata espacial, junto con otras tareas.
NICER es una Misión de Oportunidad de Astrofísica dentro del Programa de Exploradores de la NASA, que brinda oportunidades de vuelo frecuentes para investigaciones científicas de clase mundial desde el espacio utilizando enfoques de gestión innovadores, optimizados y eficientes dentro de las áreas científicas de heliofísica y astrofísica. La Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA apoya el componente SEXTANT de la misión, demostrando la navegación de naves espaciales basada en púlsares.
NICER también colabora en tándem automatizado con el experimento MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) de JAXA (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón) para observar rápidamente estrellas y otros objetos que brillan de manera impredecible, avanzando en la comprensión científica de nuestro universo dinámico.
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