La misión espacial LiteBIRD: desarrollo del sistema de lectura y control de la temperatura y preparación científica

Fecha de vigencia
Año de convocatoria
2023
Investigador/a
Ricardo Tanausú
Genova Santos
Importe de la ayuda concedida al Consorcio IAC
375.000,00 €
Descripción

El objetivo último de esta propuesta es garantizar y reforzar las contribuciones tecnológicas y científicas del IAC a LiteBIRD, una misión liderada por JAXA, actualmente en fase A y con lanzamiento previsto en 2032. El objetivo último de esta misión es restringir, con un nivel de precisión nunca alcanzado antes (sensibilidad sobre el cociente de modos tensoriales a modos escalares de r = 0.001) la señal conocida como modo B, la huella en la polarización del fondo cósmico de microondas producida por las ondas gravitacionales primordiales generadas durante el periodo inflacionario en el Universo primigenio. La detección de esta señal es considerada el reto más importante actualmente en Cosmología. Este descubrimiento supondría al espaldarazo al escenario inflacionario, un componente fundamental del modelo LCDM que aún debe ser confirmado. Daría acceso además a procesos físicos en un rango de energía (~10^16 GeV) órdenes de magnitud superior a los niveles de energía más altos alcanzables en Tierra en laboratorios como el LHC. El objetivo de LiteBIRD es mejorar las cotas actuales sobre la amplitud de los modos B en un orden de magnitud, y es por ello considerado el proyecto insignia en el campo. Alcanzar este objetivo requiere no sólo un aumento significativo en la sensibilidad de los detectores sino un cuidadoso control de los efectos sistemáticos. Esta propuesta abordará algunos de los aspectos más importantes que se necesitan para alcanzar este objetivo: 

1) Desarrollo del sistema de monitorización y control de la temperatura (TMCS) de los telescopios MHFT. Este paquete de trabajo, que está asignado a España, es esencial para poder controlar al nivel requerido las fluctuaciones de ganancia asociadas a variaciones de temperatura en el plano focal. Este proyecto plantea continuar, durante el final de la fase A y principios de la fase B del proyecto, las actividades anteriormente desarrolladas en el IAC. En particular:

* Consolidación de los requerimientos técnicos. 

* Validación de los sensores de temperatura propuestos y demostración de las funcionalidades electrónicas básicas del TMCS mediante prototipos. 

* Diseño de un prototipado de la electrónica que implemente todas las funcionalidades necesarias para evaluar el comportamiento de los sensores de temperatura. 

* Consolidación los requerimientos de un banco de pruebas de la electrónica de lectura y control. * Diseño de un banco de pruebas criogénico para comprobar la fiabilidad de los modelos térmicos del TMCS.

2) Caracterización y modelado de los contaminantes Galácticos en bajas frecuencias. Los mecanismos se emisión Galáctica son mucho más intensos que la señal de modos B, imponiendo la necesidad de un cuidadoso modelado de su espectro para poder corregirlos. Durante este proyecto haremos uso de los datos de baja frecuencia de QUIJOTE para: 

* Predecir el nivel de contaminación introducido por la emisión polarizada de tipo sincrotrón en los datos de LiteBIRD. 

* Optimizar la estrategia de sustracción de esta señal hasta el nivel requerido. * Estudiar la capacidad de LiteBIRD para mejorar nuestra comprensión de la Emisión Anómala de Microondas, en intensidad total y en polarización.

3) Consolidación de los requerimientos sobre la precisión en la calibración de diferentes parámetros instrumentales derivados de requerimientos de alto nivel, y definición y optimización del procedimiento para calibrar estos parámetros utilizando datos de cielo.