PRIMA: el telescopio que cubre el hueco entre Webb y ALMA

Una clase de misión que no existía

El comunicado de la NASA, publicado el miércoles 23 de septiembre de 2026, dice algo muy simple: PRIMA pasa a la siguiente etapa de su desarrollo. Detrás de esa fórmula administrativa hay una decisión de fondo. La misión se convierte en la primera de una categoría nueva, las Probe Explorers, dentro del programa Explorers, que ha lanzado más de cien misiones desde 1958.

Para entender el alcance, conviene ver la astrofísica estadounidense como una gama de aparatos a tres escalas. Abajo están las misiones Explorer, pequeñas, rápidas y baratas, como SPHEREx, que cartografía el cielo entero. Arriba están los grandes observatorios, o flagships, como el James Webb y el Nancy Grace Roman, capaces de casi todo pero muy costosos. Entre ambos faltaba un escalón intermedio, más ambicioso que una Explorer pero más contenido que un flagship.

Eso es justo lo que recomendó Astro2020, el informe decenal publicado en 2021 por las academias nacionales de Estados Unidos. Este tipo de documento fija cada diez años las prioridades de la astronomía en el país, y en él se proponía crear esa clase intermedia. La NASA la creó y después comparó los proyectos candidatos con tres criterios: el valor científico, la viabilidad técnica y presupuestaria, y la capacidad de preparar las misiones mayores del futuro.

En la práctica, PRIMA entra ahora en la fase B. En la jerga de la ingeniería, estas fases dividen la vida de un proyecto como las etapas de una obra: primero el boceto, luego los planos detallados, después la construcción y por último las pruebas. La fase B corresponde a los planos detallados y a la puesta a punto de las tecnologías. Después, el proyecto deberá superar una revisión de confirmación, un examen que comprueba que el rendimiento, el calendario y el presupuesto se sostienen, antes de recibir autorización para entrar en realización.

La dirección recae en el Jet Propulsion Laboratory, en California, que ya ha diseñado y opera numerosas misiones infrarrojas. Los centros Goddard y Marshall de la NASA aportan su experiencia, y al proyecto se han sumado siete socios internacionales: las agencias francesa (CNES), italiana (ASI), alemana (DLR), canadiense (CSA) y británica, el instituto coreano KASI y la agencia japonesa JAXA. Un proyecto de esta escala rara vez se construye en solitario.

Por qué el infrarrojo lejano era un punto ciego

Vayamos a la razón de ser de PRIMA. La luz que vemos ocupa una franja mínima del espectro, entre 0,4 y 0,7 micrómetros, y un micrómetro equivale a una milésima de milímetro. Justo después empiezan los infrarrojos, más largos, que el ojo ya no percibe. El James Webb trabaja en esa zona, entre 0,6 y 28 micrómetros aproximadamente. Más allá, a partir de unos cientos de micrómetros, entran en escena los radiotelescopios como ALMA.

Entre ambos queda un intervalo mal cubierto, el infrarrojo lejano, de 24 a 235 micrómetros. Para hacerse una idea, 24 micrómetros son cerca de un tercio del grosor de un cabello, y 235 micrómetros, más o menos el grosor de dos hojas de papel superpuestas. Desde que terminó la misión europea Herschel, en 2013, ningún observatorio espacial ha tenido esta banda como propósito central. Ese hueco es el que PRIMA viene a llenar.

Esta banda es valiosa por un motivo sencillo. Los objetos más fríos del universo, polvo helado, nubes moleculares, discos donde se forman planetas, emiten sobre todo en el infrarrojo lejano. Su luz no atraviesa la atmósfera terrestre, que absorbe estas longitudes de onda por culpa del vapor de agua. Hay que observar, por tanto, desde el espacio. El problema es que cualquier instrumento templado brilla también en el infrarrojo y oculta las señales débiles.

De ahí la solución de PRIMA: enfriar el telescopio. Su espejo de 1,8 m, enteramente de aluminio, baja a 4,5 K, unos -269 °C, a solo cuatro grados del cero absoluto, la temperatura mínima del universo (-273 °C). La imagen útil es la de un fotógrafo que quisiera captar una vela en una sala. Con focos encendidos, la llama desaparece. A oscuras, salta a la vista. El frío de PRIMA apaga los focos.

Dos instrumentos se repartirán el trabajo. El primero, PRIMAger, es un generador de imágenes que fotografía amplias porciones de cielo entre 24 y 235 micrómetros y mide la polarización de la luz, es decir, la dirección en la que vibra. El segundo, FIRESS, es un espectrómetro: descompone la luz recibida en sus longitudes de onda para identificar qué moléculas están presentes, algo parecido a como un prisma separa los colores del arcoíris. Ambos se apoyan en detectores superconductores llamados KID, enfriados a 0,1 K y repartidos en unos 12 000 píxeles, frente a los pocos miles de las misiones infrarrojas espaciales anteriores.

Qué debe descubrir PRIMA

Una vez en órbita alrededor del punto de Lagrange L2, a 1,5 millones de kilómetros detrás de la Tierra, PRIMA abordará tres grandes preguntas, las que motivaron su selección.

La primera trata del nacimiento de los planetas y de sus atmósferas. Alrededor de las estrellas jóvenes, la materia se aplana en un disco de gas y polvo donde se forman los planetas. PRIMA medirá la composición de esos discos, en especial el agua y las moléculas con carbono, para entender de dónde sale el aire que respiran los planetas. También seguirá la proporción entre dos formas de hidrógeno en los cometas, el hidrógeno corriente y su primo pesado, el deuterio. Esa proporción es una huella: indica si el agua de los cometas se parece a la de los océanos terrestres. Las estimaciones del proyecto apuntan a que una campaña de 1 200 horas bastaría para medir esa proporción en un conjunto representativo de cometas.

La segunda pregunta es cómo crecieron a la par las galaxias y los agujeros negros supermasivos que albergan en su centro. Ambos parecen crecer al mismo ritmo, aunque no se sabe quién arrastra a quién, ni cómo los agujeros negros frenan a veces la formación de estrellas. PRIMA retrocederá hasta una época en la que el universo tenía cerca de un cuarto de su edad actual, un tramo en el que estos gigantes engullían la mayor cantidad de materia.

El tercer objetivo es el polvo y los elementos pesados, que los astrónomos agrupan bajo el nombre de metales, todo lo que es más pesado que el helio. Forjados en las estrellas y dispersados después por el espacio, son la materia prima de los planetas y de la vida. PRIMA medirá cómo se acumularon en las galaxias, desde las primeras hasta la nuestra.

Las capacidades de la misión van más allá de esos tres ejes. En polarimetría, PRIMA cartografiará los campos magnéticos de las nubes galácticas, esas regiones donde las nubes de gas se derrumban para dar lugar a estrellas. Y la sensibilidad de los sondeos cambia de escala: según la ficha del proyecto, PRIMA podría barrer el cielo entero cien veces más profundo que las misiones IRAS y Akari en 5 000 horas de observación. Una parte del tiempo, el 75 %, se abrirá a la comunidad científica internacional mediante convocatorias, como ocurre con Hubble y Webb. El resto se dedicará a los programas del equipo científico de la misión.

El calendario está aún por escribir

Conviene ser prudentes con las fechas. El comunicado de la NASA del 23 de septiembre de 2026 anuncia un lanzamiento previsto para 2033. La página del centro científico IPAC, actualizada antes, todavía indica 2032. En esta etapa, un desfase de un solo año es habitual, y la diferencia entre ambos documentos recuerda que el calendario de una misión en fase de estudio es un objetivo, no una promesa.

Nicky Fox, administradora asociada de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, resume la ambición: "La misión PRIMA es la próxima ventana de la humanidad al universo profundo. Desvelará lo que permanecía oculto a lo largo del tiempo cósmico para entender mejor la formación de los planetas, las estrellas, los agujeros negros y hasta cómo apareció el agua en la Tierra."

Shawn Domagal-Goldman, director de la División de Astrofísica de la NASA, sitúa la decisión en su contexto: "Una sola misión no puede desentrañar todos los misterios del universo. Pero al extender las capacidades de sondeo de nuestra flota hasta las longitudes de onda del infrarrojo lejano con PRIMA, hacemos posible una mirada increíblemente completa al cosmos." Añade que la NASA quiere mantener ese ritmo y abrir la próxima década con PRIMA.

Habrá que esperar al final de la fase B y a la revisión de confirmación para saber si la misión cumple su presupuesto y sus plazos. Hasta entonces, una cosa ya está clara: la NASA ha abierto un escalón intermedio en su gama de telescopios espaciales, y PRIMA será su primer ocupante.

Para ir más lejos

• Las misiones que enmarcan a PRIMA en la gama: el gran observatorio James Webb, cuyo infrarrojo se detiene antes de esta banda, el Nancy Grace Roman para sondeos de gran campo, y la misión ligera SPHEREx.
• Las nociones clave para seguir el tema: el infrarrojo, que atraviesa el polvo y revela los objetos fríos, el telescopio espacial, a resguardo de la atmósfera, y los agujeros negros supermasivos que PRIMA seguirá en las galaxias.
• Para observar por su cuenta blancos como los que estudiará PRIMA, galaxias y nebulosas de polvo, el mapa del cielo interactivo y la guía de observación están para eso. La galería de astrofotografías muestra lo que los aficionados capturan de esos mismos objetos.
• Fuentes oficiales: el comunicado de la NASA sobre la selección de PRIMA, la presentación del observatorio PRIMA del IPAC y la nota de Caltech sobre el papel del JPL y el IPAC.