Космический телескоп NASA SPHEREx был запущен 11 марта 2025 года. Последние шесть недель он проводил ходовые испытания и работы по калибровке перед введением в эксплуатацию. 1 мая 2025 года космическая обсерватория начала регулярную научную работу. Ежедневно и далее в течение двух лет она будет делать около 3600 изображений неба, картографируя расположение миллионов галактик и исследуя вопросы происхождения Вселенной, галактик и компонентов развития жизни в Млечном Пути.
С момент выхода на рабочую орбиту SPHEREx рассматривает «ночную» часть неба — он направлен в сторону, противоположную положению Земли и Солнца. Он совершит более 11 тысяч оборотов за 25 месяцев планируемого срока службы. За сутки он совершает 14,5 витков. Кроме того, он находится на полярной орбите, перемещаясь между северным и южным полюсом. За один оборот он таким образом делает снимки одной полосы небесной сферы. По мере перемещения Земли вокруг Солнца поле зрения телескопа смещается, захватывая следующую полосу, и за шесть месяцев обсерватория имеет возможность осмотреть всё небо.
Свет, пойманный телескопом, посылается на шесть детекторов, работающих в разных диапазонах спектра. Такую группу из шести изображений называют экспозицией. За день SPHEREx будет снимать около 600 таких наборов. После съёмки одной экспозиции обсерватория меняет ориентацию в пространстве, подстраиваясь под движение небесной сферы. При этом ориентация зеркал и детекторов телескопа остаётся неизменной, в отличие от большинства телескопов — небесная сфера поворачивается к ним под нужным углом. Полученные таким образом сотни тысяч изображений склеиваются, составляя полную карту неба. Предполагается составить четыре таких карты за два года работы.
Обсерватория SPHEREx — не первый проект, который составляет карту всего неба, но это первый телескоп, делающий снимки в таком количестве цветов. Он наблюдает небо на 102 длинах волн инфракрасного диапазона. Как и любой инфракрасный телескоп, обсерватория нуждается в постоянном охлаждении до сверхнизких температур для исключения «засветки» от собственного теплового излучения. Это требование пока — главный фактор, ограничивающий срок службы инфракрасных обсерваторий буквально парой лет, пока не исчерпается запас хладагента. SPHEREx работает с охлаждением до -210 ºC, но коническая конструкция его зеркал позволяет добиться нужной температуры без использования электричества и хладагента — работает пассивная система охлаждения, защищающая инструменты от теплового излучения Земли и Солнца и отводящая в сторону тепло от работающих приборов.
Спектроскопию на различных длинах волн можно использовать для определения расстояний до удалённых галактик. В таком случае можно превратить обычную двумерную карту их расположения на небесной сфере в трёхмерную. Вкратце спектроскопический метод определения космических расстояний состоит в том, что облака межзвёздной пыли по-разному поглощают разные длины волн. Наблюдая за относительным ослаблением сигнала на двух или нескольких длинах, можно определить, какое количество межзвёздного вещества встретилось на пути луча, и при должной калибровке инструментария перевести эти данные в расстояние до объекта. Кроме того, спектроскопический анализ будет выполнять свою основную задачу — определение состава космических объектов. Таким образом, телескоп будет заниматься поиском воды и других компонентов возможной жизни в галактике. Согласно одной из теорий появления воды на Земле, например, вода в земных океанах имеет космическое происхождение: она появилась путём аккумулирования на поверхности молекул водяного льда, которые путешествовали на частицах космической пыли в межзвёздных пылевых облаках, где сформировалась Солнечная система.
SPHEREx также проведёт более 9 миллионов наблюдений межзвёздных облаков Млечного Пути и составит карту распределения таких объектов в Галактике. Это позволит понять, как различные условия формирования влияют на химический состав и течение реакций в таких системах, в конечном счёте — каким образом могли сформироваться соединения, которые составляют теперь основу жизни на Земле. Его ближайшие конкуренты в космической отрасли — уже работающий на орбите телескоп ESA «Эвклид» и планируемая к запуску в 2027 году обсерватория Нэнси Роман.