La misión Athena
Sobre la misión Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics)
Athena será el observatorio de rayos X más grande jamás construido e investigará algunos de los fenómenos más calientes y energéticos del Universo con una precisión y profundidad sin precedentes. El observatorio ofrecerá espectroscopía de rayos X espacialmente resuelta e imágenes espectroscópicas profundas de gran campo en rayos X. Sus prestaciones superarán ampliamente a las ofrecidas por los actuales observatorios de rayos X, tales como XMM-Newton, Chandra, SRG/eROSITA o XRISM.
La misión fue seleccionada por la ESA dentro de su programa Cosmic Vision 2015-2025, para abordar el tema científico de El Universo Caliente y Energético. Sin embargo, sus capacidades sin precedentes permitirán a la comunidad astronómica abordar una amplia gama de temas astrofísicos, a definir por la comunidad científica en convocatorias abiertas (más detalles en el menú Ciencia).
Tras varios años de estudio (principales hitos recogidos en el menú hitos y estado), el 8 de noviembre de 2023, el comité del programa científico de la ESA aprobó una versión modificada del observatorio de rayos X Athena. Las actividades industriales se reiniciarán en el segundo trimestre de 2024, con el objetivo de su adopción en 2027 y su lanzamiento previsto en 2037.
Órbita
El observatorio será lanzado por un vehículo Ariane 64, cuyo tamaño y capacidad es equivalente o incluso superior al Ariane 5 ECA. Orbitará en el primer punto de Lagrange Sol-Tierra (L1) en una órbita de halo amplia.
Duración de la misión y operaciones
La duración base de la misión es de 4 años, si bien se espera que se diseñe y que tenga combustible para un período mayor. Las operaciones se realizarán con el método estándar de la ESA para misiones espaciales, con el centro de operaciones de la misión (MOC) en ESOC y el centro de operaciones científicas (SOC) en ESAC. El centro científico y de instrumentación (ISC) de cada uno de los dos instrumentos dará apoyo al SOC en lo que se refiere a las actividades científicas del segmento de Tierra. Al ser un observatorio operará en un modo similar a misiones anteriores de la ESA siendo la comunidad científica quién defina la ciencia a realizar a través de propuestas en abierto.
El telescopio y los instrumentos
El observatorio consta de un único telescopio de rayos X con una longitud focal fija de 12 m (Willingale et al. 2013), basado en tecnología de óptica de poros de silicio (SPO). Esta tecnología proporciona una relación excepcionalmente elevada entre área efectiva y masa, ofreciendo la necesaria resolución angular. Además cuenta con un alto nivel de idoneidad de la tecnología (TRL) y un diseño modular adecuado para la fabricación en serie, necesaria para alcanzar un área colectora de telescopio sin precedentes (ver más detalles en desarrollo de SPO en cosine). El telescopio focaliza los fotones de rayos X en uno de los dos instrumentos, que pueden moverse dentro y fuera del plano focal usando un montaje móvil para el espejo.
El telescopio contará con dos instrumentos: la unidad de campo integrado de rayos X (X-IFU) y la cámara de imagen de amplio campo (WFI).
La unidad de campo integrado de rayos X (X-IFU), proporciona espectroscopía de alta resolución espacialmente resuelta. El instrumento es un espectrómetro criogénico de rayos X, basado en una gran matriz de sensores de transición abrupta (TES). Las capacidades clave del instrumento residen en su resolución espectral sin precedentes, mejor que 4,0 eV hasta 7 keV (objetivo de diseño de 3 eV), combinada con una gran área efectiva, en un campo de visión hexagonal de 4 minutos de arco (el diámetro equivalente) y un bajo fondo instrumental. Para más información, visita el portal web del X-IFU.
El otro instrumento, la cámara de imagen de amplio campo (WFI), es un detector de Silicio que usa una tecnología DEPFET de sensores de píxel activo (APS). Como otros dispositivos de imágenes espectroscópicas de rayos X, los DEPFETs proporcionan una resolución de energía casi en el límite de ruido de Fano y una sensibilidad mínima al daño por radiación. El instrumento ofrece una excelente capacidad de estudio en un campo de visión de 40x40 minutos de arco con el conjunto de detectores grandes. Un segundo detector rápido proporcionará la capacidad de conteo y resolución temporal (80 µs) para observar las fuentes de rayos X más brillantes del cielo.Para más información, visita el portal web de WFI.