A missão Euclid da ESA ultrapassou outro marco importante com a entrega dos primeiros três detectores de última geração para o espectrômetro de infravermelho próximo e o instrumento fotômetro.

Euclides é uma missão pioneira para observar bilhões de galáxias tênues e investigar a origem da expansão acelerada do Universo, bem como a natureza misteriosa da energia escura, matéria escura e gravidade. O telescópio espacial revelará as assinaturas da energia escura na distribuição 3-D das estruturas cósmicas.

Para cumprir esta missão desafiadora, Euclides deve examinar o céu com altíssima precisão nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo. Essas medições não podem ser feitas do solo, devido à absorção atmosférica e turbulência.

Para atingir seus objetivos, Euclid carregará dois instrumentos de campo amplo:um Visible imager (VIS) e um Near-Infrared Spectrometer and Photometer (NISP). Uma placa dicróica no telescópio Euclides permite que a luz que entra seja compartilhada por ambos os instrumentos, para que as observações possam ser realizadas em paralelo por ambos os canais.

As medições combinadas por NISP e VIS fornecerão dados sobre o agrupamento de galáxias e lentes gravitacionais fracas, a fim de determinar a distribuição de matéria escura e energia escura no Universo.

"Esses detectores formam a 'retina' do infravermelho próximo no 'olho' de Euclides, o telescópio de 1,2 metros de diâmetro e instrumentos científicos que o acompanham, "diz Rene Laureijs, Cientista do projeto da ESA para a missão Euclides.

Um conjunto de detectores CCD no instrumento VIS mapeará o Universo em luz visível, mas os detectores de infravermelho próximo do NISP são sensíveis a comprimentos de onda invisíveis ao olho humano, onde galáxias muito distantes, 6-10 bilhões de anos-luz de distância, mostrar seu brilho máximo.

"Euclides vai desbloquear um desconhecido, visão infravermelha próxima do céu, tirando imagens dessas galáxias em mais de 36% da esfera celeste com nitidez sem precedentes, "diz Giuseppe Racca, Gerente de Projetos da ESA para Euclides.

Com estrutura em carboneto de silício, O NISP é um instrumento muito complexo projetado para permitir que os cientistas determinem os redshifts fotométricos e espectroscópicos das galáxias. As medições fotométricas do infravermelho próximo fornecerão informações de cores para as galáxias capturadas pelo VIS, enquanto os dados espectroscópicos do redshift medem as velocidades nas quais as galáxias estão se afastando de nós.

O NISP está sendo desenvolvido sob a responsabilidade do Consórcio Euclides, com CNES (a agência espacial francesa) e LAM / CPPM (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille e o Centre de Physique de Particules de Marseille) como os principais contribuintes. Outros institutos e indústrias em toda a Europa - na França, Itália, Alemanha, Espanha, Noruega, e Dinamarca - também estão envolvidos.

Os detectores NISP foram adquiridos nos EUA porque esses dispositivos avançados não estavam disponíveis na Europa na época. A ESA iniciou um programa de desenvolvimento dedicado à Euclides com Teledyne Imaging Sensors de Camarillo, Califórnia, líder na fabricação de detectores de infravermelho próximo usados ​​em astronomia.

Após a qualificação bem-sucedida de um novo tipo de detector, em parceria com a NASA, os modelos de voo foram projetados, adquirido, e testado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. Em seguida, foram testados e caracterizados no laboratório de detecção do Goddard Space Flight Center da NASA antes de serem entregues à Europa.

Em 24 de março, os três primeiros detectores de infravermelho próximo HgCdTe (telureto de mercúrio e cádmio) para o instrumento NISP, equipados com eletrônicos de proximidade projetados para operar em temperaturas extremamente baixas, temperaturas criogênicas, foram entregues à LAM / CPPM na França.

Quando completo, o instrumento NISP incluirá 16 desses detectores. Cada um deles é composto por 2040 × 2040 pixels, 18 mícrons de tamanho.

Os detectores cobrirão um campo de visão de 0,53 graus quadrados - um pouco maior que o dobro da área coberta pela Lua cheia. O canal fotométrico é equipado com 3 filtros de banda larga (Y, J e H) cobrindo as faixas de comprimento de onda 900-1192 nm, 1192-1544 nm e 1544-2000 nm. O canal espectroscópico é equipado com quatro diferentes, grismas de baixa resolução - prismas de grade que dividem a entrada, luz infravermelha próxima em diferentes comprimentos de onda.

"Tecnicamente, NISP é um desafio, "diz Racca." O processamento de dados a bordo é necessário para reduzir o fluxo de dados gerado pelos detectores de 4 megapixels por um fator acima de 100, uma vez que é impossível entregar ao solo todos os dados brutos do detector. O espectrógrafo fornecerá redshifts para cerca de 30 milhões de galáxias durante a missão principal de 6 anos.

"A NISP foi aprovada em sua Revisão Crítica de Projeto em novembro de 2016. Isso significa que foi dado o sinal verde para a construção do modelo de voo da NISP. A entrega do instrumento concluído está prevista para o segundo semestre de 2018."

Enquanto isso, após a entrega dos detectores VIS em janeiro de 2017, a chegada dos primeiros detectores NISP é um passo importante no desenvolvimento da instrumentação da espaçonave.

Em Euclides, como em outras missões de astronomia, os instrumentos científicos são o primeiro hardware de vôo a ser entregue porque a espaçonave é montada em torno deles. Da mesma forma, os detectores são o primeiro hardware do instrumento a ser preparado, pois são a primeira parte da "cadeia" a ser caracterizada e montada.

Cada pixel dos detectores de infravermelho próximo NISP agora será completamente caracterizado no CPPM. Eles serão então montados para formar o plano focal NISP e finalmente integrados com o resto do instrumento para os testes do instrumento no LAM.

O instrumento NISP será entregue para integração no módulo de carga útil do Euclid no segundo semestre do próximo ano.