Telescopio spaziale Roman della NASA: il lancio e come potrebbe cambiare l’astronomia

Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA si prepara ad aprire una nuova fase dell’astronomia a grande campo. NASA e SpaceX puntano al decollo non prima delle 7:26 EDT di domenica 30 agosto 2026, dal Launch Complex 39A del Kennedy Space Center, in Florida. La diretta della NASA dovrebbe iniziare alle 6:20 EDT, ma data e orario restano soggetti a possibili cambiamenti. 1

Roman non nasce semplicemente per realizzare immagini più nitide di quelle già ottenute nello spazio. La sua caratteristica decisiva sarà la capacità di fotografare enormi porzioni del cielo in tempi molto rapidi, mantenendo un’elevata risoluzione. È questa combinazione che potrebbe trasformare la ricerca di pianeti, lo studio dell’espansione dell’universo e la mappatura della materia invisibile che modella le galassie.

Lancio e destinazione della missione

L’osservatorio volerà a bordo di un Falcon Heavy di SpaceX verso la regione del punto L2 del sistema Sole-Terra, a circa 930.000 miglia, cioè 1,5 milioni di chilometri, dalla Terra. Questa posizione offre un ambiente stabile per le osservazioni e colloca Roman nella stessa regione generale dello spazio profondo in cui opera il telescopio James Webb.

La NASA ha progettato una missione primaria di cinque anni, con la possibilità di prolungare le attività scientifiche se il veicolo resterà in buona salute e saranno disponibili i finanziamenti necessari. L’eventuale finestra di riserva del 31 agosto è una possibilità operativa, non una garanzia: l’avvio delle osservazioni scientifiche dipenderà dal lancio e dalle successive fasi di messa in servizio.

Il progetto era inizialmente noto come Wide Field Infrared Survey Telescope, o WFIRST. Nel 2020 è stato rinominato in onore di Nancy Grace Roman, la prima chief astronomer della NASA, cioè la prima responsabile scientifica dell’astronomia dell’agenzia.

Uno specchio da Hubble, ma una visuale molto più ampia

Lo specchio primario di Roman misura 2,4 metri, pari a 7,9 piedi: lo stesso diametro dello specchio di Hubble. Grazie però al suo progetto ottico, Roman avrà un campo visivo almeno 100 volte più grande di quello di Hubble, mantenendo una nitidezza comparabile nelle osservazioni a grande campo.

Il suo strumento principale, il Wide Field Instrument, è una fotocamera a infrarossi da 300 megapixel. Osserverà lunghezze d’onda comprese approssimativamente tra 0,5 e 2,3 micrometri, coprendo la luce visibile e il vicino infrarosso. Ogni immagine di Roman inquadrerà una porzione di cielo paragonabile, o persino superiore, alle dimensioni apparenti della Luna piena. 19

Qui sta il motivo principale per cui la missione è così importante. Hubble è straordinario nello studio dettagliato di singole galassie, nebulose e altri bersagli. Roman è invece ottimizzato per esaminare sistematicamente aree vastissime, producendo serie di dati uniformi capaci di rivelare schemi, popolazioni rare ed eventi che le osservazioni mirate potrebbero non intercettare.

Secondo la NASA, per i lavori di osservazione su grandi aree Roman potrebbe esplorare il cielo fino a 1.000 volte più velocemente di Hubble. Durante le sue principali campagne dovrebbe fotografare oltre 2 miliardi di galassie e individuare decine di migliaia di supernove. 36

Che cosa studierà Roman

Energia oscura ed espansione dell’universo

Uno degli obiettivi centrali è capire perché l’espansione dell’universo stia accelerando. Gli astronomi useranno diverse misurazioni complementari, tra cui supernove, distribuzione delle galassie e lente gravitazionale debole, per ricostruire come la struttura cosmica si sia evoluta nel tempo.

I risultati permetteranno di mettere alla prova spiegazioni concorrenti dell’espansione accelerata: dall’energia oscura alla possibilità che le attuali teorie della gravità siano incomplete. Le grandi osservazioni uniformi di Roman aiuteranno inoltre a tracciare la distribuzione della materia oscura, osservando come la sua gravità incurvi la luce degli oggetti più lontani. 17

Esopianeti in tutta la Via Lattea

Roman realizzerà un censimento statistico su vasta scala dei sistemi planetari. Gran parte della ricerca userà il microlensing gravitazionale: quando una stella in primo piano passa quasi davanti a una stella più lontana, la sua gravità può amplificarne temporaneamente la luce. Un pianeta in orbita attorno alla stella più vicina può produrre una variazione misurabile in questo effetto.

Il microlensing è particolarmente utile perché può individuare pianeti freddi e relativamente lontani dalle proprie stelle, difficili da trovare con metodi più sensibili ai pianeti vicini. La NASA prevede che Roman possa scoprire oltre 100.000 pianeti, compresi potenziali pianeti liberi, cioè oggetti che non orbitano attorno ad alcuna stella. 3

Il telescopio contribuirà anche agli studi basati sui transiti, in cui un pianeta viene rilevato quando passa davanti alla propria stella causando una piccola diminuzione della sua luminosità.

Una dimostrazione tecnologica per fotografare direttamente i pianeti

Roman porterà con sé un Coronagraph Instrument, progettato soprattutto come dimostrazione tecnologica. Un coronografo blocca o attenua la luce molto intensa di una stella, permettendo di cercare oggetti molto più deboli nelle sue vicinanze.

Lo strumento metterà alla prova tecniche per fotografare e caratterizzare alcuni esopianeti giganti e i dischi in cui si formano i pianeti. Non è pensato per realizzare un censimento completo di mondi simili alla Terra, ma i suoi risultati potrebbero guidare lo sviluppo di una futura missione capace di osservare direttamente pianeti potenzialmente abitabili. 2

La storia particolare dello specchio principale

Lo specchio primario da 2,4 metri di Roman era stato realizzato come uno dei due specchi destinati a un programma classificato di ricognizione statunitense. Nel 2012 il National Reconnaissance Office lo trasferì alla NASA, consentendo all’agenzia di disporre di un’apertura delle dimensioni di quella di Hubble senza dover sviluppare uno specchio completamente nuovo. 3

Il progetto ha dovuto affrontare forti pressioni su tempi e costi, oltre alle interruzioni legate alla pandemia di COVID-19. Il piano rivisto dalla NASA ha portato la stima del costo complessivo del ciclo di vita della missione a circa 4,3 miliardi di dollari: una cifra che riguarda il progetto nel suo insieme, non soltanto il telescopio fisico.

La NASA ha completato l’assemblaggio principale dell’osservatorio prima della scadenza formale che prevedeva il lancio entro maggio 2027, proseguendo nel frattempo i preparativi per l’opportunità anticipata del 2026.

Roman non sostituirà Hubble e Webb

Le grandi campagne di Roman sono state concepite per lavorare insieme agli altri osservatori. Il telescopio analizzerà ampie regioni di cielo e individuerà popolazioni statisticamente significative, fenomeni transitori rari e bersagli insoliti. Hubble, Webb e i principali telescopi terrestri potranno poi studiare questi oggetti con osservazioni più profonde e specializzate.

Questa divisione dei compiti è fondamentale. Un telescopio progettato per analizzare una singola galassia in dettaglio non può cercare in modo efficiente eventi rari su un’area enorme. Il punto di forza di Roman sarà trovare i bersagli e costruire i grandi archivi di dati che renderanno più efficaci le osservazioni successive.

Perché potrebbe produrre scoperte impreviste

Gli obiettivi ufficiali di Roman riguardano energia oscura, materia oscura, esopianeti e astrofisica infrarossa. Le scoperte più sorprendenti, però, potrebbero arrivare da oggetti che gli scienziati non sanno ancora di dover cercare.

Le grandi survey uniformi possono far emergere eventi transitori inattesi, sistemi planetari insoliti e nuove popolazioni di galassie o stelle. Osservando ripetutamente ampie porzioni del cielo, Roman dovrebbe inoltre costruire una traccia preziosa dei cambiamenti degli oggetti nel tempo. La sua visuale panoramica non servirà soltanto a rispondere alle domande già aperte, ma anche a renderne possibili di nuove.

È un approccio che richiama l’eredità di Nancy Grace Roman. In qualità di prima chief astronomer della NASA, Roman contribuì a sostenere lo sviluppo dei grandi osservatori spaziali e fu soprannominata la “madre di Hubble”. Il telescopio che porta il suo nome prosegue quella visione: dalle immagini profonde e mirate passa a una mappa molto più ampia dell’universo. 117