La NASA elige PRIMA, un telescopio infrarrojo lejano de 1.200 millones de dólares, para un lanzamiento en 2033

La NASA construirá un telescopio para estudiar las zonas más frías y polvorientas del universo. El 23 de septiembre de 2026, la agencia seleccionó PRIMA, la PRobe far-Infrared Mission for Astrophysics, como la primera misión de una nueva clase de observatorios astrofísicos llamada Probe Explorers, y la hizo avanzar a la siguiente etapa de desarrollo.

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La decisión sitúa a la NASA en la senda de lanzar el observatorio en 2033 para una misión planeada de cinco años. La agencia presenta a PRIMA como un puente sobre una laguna en su flota: un explorador del infrarrojo lejano que cubre longitudes de onda situadas entre las del telescopio espacial James Webb y las de los conjuntos de radiotelescopios en tierra.

«La misión PRIMA es la próxima ventana de la humanidad al universo profundo», dijo Nicky Fox, administradora asociada de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. «Revelará lo oculto a lo largo del tiempo cósmico para comprender mejor la formación de planetas, estrellas y agujeros negros, e incluso cómo llegó a existir el agua en la Tierra».

Un telescopio diseñado para funcionar en frío

El espejo primario de PRIMA mide 1,8 metros, es decir, 5,9 pies, de diámetro. La óptica está diseñada para enfriarse criogénicamente hasta unos 4,5 kelvin, cerca de menos 451 grados Fahrenheit. Ars Technica informa de que los planos focales de los detectores de inductancia cinética de la misión se enfriarán aún más, hasta unos 100 milikelvin, lo que situaría al observatorio entre los más fríos jamás enviados al espacio.

La refrigeración es central en el diseño, no un alarde de ingeniería. En las longitudes de onda del infrarrojo lejano, una óptica caliente brilla con intensidad y puede ahogar las fuentes débiles. La TU Delft, cuyos investigadores trabajan en los sistemas de detectores de PRIMA, describe la misión como el primer telescopio espacial con un espejo refrigerado activamente, y estima que el enfoque lo hace entre mil y cien mil veces más sensible que los telescopios infrarrojos lejanos anteriores.

En lugar de desarrollar un criorefrigerador nuevo desde cero, PRIMA reutilizará un repuesto sobrante del desarrollo del instrumento de infrarrojo medio de Webb, modificado para usar helio-3 como fluido refrigerante, según Ars Technica.

Dos instrumentos soportan la ciencia. PRIMAger es un polarímetro de imagen diseñado para cartografiar amplias zonas del cielo, y FIRESS es un espectrómetro de alta resolución para estudiar en detalle objetivos individuales. Juntos cubren longitudes de onda de 24 a 235 micrómetros. Caltech señala que 235 micrómetros equivalen aproximadamente al grosor de dos hojas de papel apiladas, mientras que 24 micrómetros son alrededor de un tercio del grosor de un cabello humano. La NASA espera que el observatorio pese menos de 3,4 toneladas métricas en el lanzamiento y que opere desde el punto de Lagrange L2 del sistema Sol-Tierra, a aproximadamente 1,6 millones de kilómetros de la Tierra, alrededor de un millón de millas.

Qué revela la luz del infrarrojo lejano

La radiación del infrarrojo lejano procede de material frío: polvo frío, gas y las regiones densas donde toman forma estrellas y planetas. Buena parte de esa señal nunca llega a los telescopios ópticos en tierra porque el polvo oscurece la vista, y por eso los astrónomos llevan mucho tiempo queriendo un observatorio espacial dedicado a estas longitudes de onda.

La NASA afirma que PRIMA abordará los orígenes de los planetas fuera del sistema solar, cómo crecieron y evolucionaron las galaxias y sus agujeros negros a lo largo de la historia cósmica, y cómo se acumularon el polvo y los elementos pesados con el tiempo, factores que determinan por qué el universo tiene hoy el aspecto que tiene. El director de la división de astrofísica de la agencia, Shawn Domagal-Goldman, enmarcó la misión como una pieza de una secuencia más larga.

«Una sola misión no puede sondear todos los misterios del universo», dijo. «Pero al extender las capacidades de sondeo de nuestra flota a las longitudes de onda del infrarrojo lejano con PRIMA, permitimos una mirada increíblemente completa al cosmos».

Caltech describe el objetivo como el universo frío y polvoriento y afirma que PRIMA ayudará a estudiar la formación de estrellas y sistemas planetarios, a rastrear la evolución de las galaxias y a caracterizar la composición de las atmósferas de exoplanetas y de los cuerpos del sistema solar. Jonas Zmuidzinas, el físico de Caltech cuyos trabajos sustentan los detectores de la misión, expuso con claridad la magnitud de la ganancia que se espera.

«PRIMA representa algo que ocurre rara vez en astronomía: en esta banda de longitudes de onda poco explorada, el infrarrojo lejano, tenemos la oportunidad de avanzar en sensibilidad en un factor de mil aproximadamente», dijo. «Eso es muy raro».

Los propios detectores se remontan a 1999, cuando Zmuidzinas y el ingeniero del JPL Rick LeDuc idearon cómo usar materiales superconductores para detectar luz del infrarrojo lejano, según Caltech. Esa misma tecnología, conocida como detectores de inductancia cinética, es ahora la base de las cámaras y el espectrómetro de la misión.

El infrarrojo lejano es también un punto ciego. Sin ningún observatorio de este tipo en vuelo, los astrónomos han perdido el acceso rutinario a longitudes de onda que rastrean el agua y otras moléculas en nubes de formación estelar, el resplandor del polvo frío en galaxias lejanas y los campos magnéticos que atraviesan las nubes que colapsan para formar estrellas. Ars Technica señala que PRIMA está diseñado para partir de los descubrimientos del telescopio espacial Herschel de Europa, que dio a los investigadores una nueva visión del papel del agua en la formación de estrellas y planetas. La NASA describe la nueva misión como un instrumento de sondeo profundo y no como un visitante de un puñado de objetivos.

Quién construye PRIMA

El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en el sur de California, gestionará la misión. Caltech, que opera el JPL para la NASA, dice que el laboratorio liderará la arquitectura de la misión, la ingeniería de sistemas y la integración de la nave y la carga útil. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Maryland, y el Centro de Vuelo Espacial Marshall, en Alabama, son socios, y el IPAC de Caltech ejercerá de centro científico de la misión, recibiendo, procesando y archivando los datos y programando el tiempo de los observadores.

La misión también incluye una serie de contribuciones internacionales. La NASA menciona al CNES de Francia, la ASI de Italia, el DLR de Alemania, la Agencia Espacial Canadiense, el KASI de Corea del Sur junto con la KASA, la JAXA de Japón y la Agencia Espacial del Reino Unido. El Instituto Max Planck de Astronomía de Alemania aporta hardware optomecánico clave: dos espejos de direccionamiento de haz controlados activamente, uno por instrumento, junto con la electrónica de control, según la Sociedad Max Planck.

«Nos enorgullece que, gracias a nuestra experiencia, el MPIA contribuya una vez más a un telescopio espacial innovador de la NASA ahora seleccionado para la siguiente etapa de desarrollo», dijo Oliver Krause, que dirige el Grupo de Astronomía Espacial Infrarroja del instituto y es coinvestigador de PRIMA.

Thomas Henning, director emérito del MPIA y otro de los coinvestigadores, dijo que el acceso a la observación del instituto era parte del atractivo. «PRIMA aportará observaciones valiosas para varias áreas de investigación clave de nuestro instituto, como la formación de planetas y estrellas, a las que podremos acceder gracias a las contribuciones de hardware que hemos propuesto», dijo.

Una vez que el observatorio funcione, alrededor del 75 % de su tiempo de observación estará abierto a la comunidad astronómica general mediante revisión por pares, según Caltech. El equipo ya ha recopilado casi 200 ideas para usar los datos de más de 400 astrónomos.

Por qué la NASA creó una nueva clase de misión

PRIMA es la primera incorporación a la línea Probe Explorers, una categoría que la NASA creó siguiendo la recomendación del estudio decenal de astrofísica de 2020, «Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020s». La idea era llenar el espacio entre las misiones relativamente económicas de la clase Explorer y los observatorios insignia como el telescopio espacial Nancy Grace Roman, cuyo coste, según Ars Technica, ronda los 4.300 millones de dólares.

Ese nivel intermedio ha sido objeto de debate durante años, y PRIMA no salió de un campo abarrotado. La competencia se remonta a octubre de 2024, cuando la NASA seleccionó a PRIMA y al Advanced X-ray Imaging Satellite, o AXIS, para estudios de concepto de 12 meses por valor de 5 millones de dólares cada uno, y dijo que esperaba elegir uno para su construcción en 2026. En aquel momento, la NASA describió a PRIMA como un telescopio de 1,8 metros que tendería un puente entre Webb y los observatorios de radio, y nombró investigador principal a Jason Glenn, del Goddard de la NASA. AXIS quedó descalificado en marzo de 2026 después de que su estudio de concepto superara el presupuesto en alrededor de un 10 % y no cumpliera el calendario exigido, según Science. Su investigador principal, Christopher Reynolds, de la Universidad de Maryland, culpó a la dirección de la agencia del resultado, diciendo que la misión fue víctima de una disrupción programática en Goddard.

El coste previsto de PRIMA se ha movido en la dirección opuesta. El anuncio de la NASA de 2024 decía que el coste de las misiones Probe Explorer estaba limitado a 1.000 millones de dólares cada una; la cifra actual es de 1.200 millones, sin incluir el lanzamiento ni otros costes ajenos al proyecto.

La selección llega mientras el presupuesto científico de la NASA afronta presión política y la agencia sopesa ambiciones mucho mayores. La NASA realiza estudios preliminares del Habitable Worlds Observatory, un insignia previsto para la década de 2040 cuyas primeras estimaciones de coste, según Ars Technica, rondan los 11.000 millones de dólares. Domagal-Goldman dijo que la agencia espera aplicar las lecciones de Roman, que se lanzó a tiempo y dentro del presupuesto, para mantener los futuros insignia bajo un control más estricto.

Qué falta todavía

El anuncio no es un compromiso definitivo de construir el hardware de vuelo. PRIMA debe superar una revisión de confirmación antes de que la NASA apruebe la implementación, y el proveedor del lanzamiento aún no se ha elegido. La fecha de 2033 es un objetivo, y el propio lenguaje de la NASA deja margen para que cambien el calendario y el cuadro de costes.

Para los astrónomos, la pregunta práctica es si un observatorio del infrarrojo lejano puede por fin alcanzar la órbita tras un largo paréntesis. La NASA no tiene ahora ningún telescopio espacial del infrarrojo lejano en funcionamiento. El telescopio Herschel de la Agencia Espacial Europea, que abrió buena parte de la ciencia que PRIMA está diseñado para prolongar, se retiró en 2013, y el telescopio espacial Spitzer, que trabajaba en longitudes de onda infrarrojas más cortas, se apagó en 2020.

Si PRIMA supera sus revisiones, reabriría una ventana cerrada desde hace más de una década y uno de los pocos puntos ciegos que quedan en la astronomía. Las afirmaciones sobre la sensibilidad de la misión, su calendario y su coste final se pondrán a prueba antes de que el telescopio llegue a L2. Hasta entonces, el lanzamiento de 2033 es un plan, no una garantía.

Imagen de portada: una recreación artística del observatorio PRIMA de la NASA. Imagen: NASA/JPL-Caltech.