El poderoso telescopio James Webb comenzó a desplegarse en el espacio

Como un regalo de Navidad que esperó más de 30 años, el 25 de diciembre último fue lanzando el más el más grande telescopio espacial de la historia llamado James Webb, que promete revolucionar las observaciones de planetas, sistemas solares, galaxias y cúmulos estelares hasta presenciar las primeras luces pocos millones de años después del origen del Universo, hace ya 13.800 millones de años.

Concebido en 1989 y bautizado “JWST” (James Webb Space Telescope, en honor de un ex director de la NASA), este telescopio fue diseñado por la Agencia Espacial Estadounidense en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

Su desarrollo estuvo marcado por innumerables problemas que aplazaron su lanzamiento durante años y que cuadruplicaron los costos iniciales hasta alcanzar los 10.000 millones de dólares. Pero el costo y la espera han valido la pena si cumple con su misión tan especial: permitir la exploración visual de las primeras edades del universo, así como la evolución de las galaxias o las características de los exoplanetas.

Se trata de un observatorio espacial único sin parangón, tanto en tamaño y en complejidad, está dotado de un inmenso espejo compuesto de 18 segmentos hexagonales. Su diámetro es de 6,5 metros, tres veces el del Hubble. El espejo es de tal magnitud que tuvo que ser plegado como un origami para poder colocarlo en la nave que lo llevó al espacio.

Susana Pedrosa Investigadora del Conicet, doctora en Física y experta en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE), explicó a Infobae la importancia del lanzamiento del James Webb: “El aparato podrá observar el amanecer cósmico, es decir la formación de las primeras galaxias, las primeras poblaciones estelares. Nunca antes se llegó a ver esa luz”.

Y agregó: “Nunca antes se viajó tanto en el tiempo. Las observaciones posibilitarán la creación de nuevos modelos de formación de grandes estructuras como galaxias o cúmulos de galaxias. Con su ayuda podremos descifrar los elementos pesados que se forman cuando nace una estrella o un exoplaneta. Tendremos disponibles su composición química más primigenia. Para aquellos que estudian exoplanetas generará una revolución científica sin precedente”.

El telescopio tardará un mes en situarse en la órbita del Sol, a unos 1,5 millones de km de la Tierra, superando con creces al Hubble situado a “apenas” 600 km de nuestro planeta. Y en ese viaje, durante 14 días el James Webb desplegará sus antenas (comenzó el 28 de diciembre) hasta alcanzar los ocho metros de altura y su escudo solar que medirá 21,2 por 14,2 metros, como una cancha de tenis.

¿Por qué un escudo solar o parasol tan grande? Siendo un telescopio infrarrojo, el Webb debe funcionar a temperaturas muy bajas. Es por ello que el parasol evitará la luz directa del sol y que el aparato no alcance elevadas temperaturas. De hecho, necesita funcionar a 220 grados bajo cero para operar tres de sus cuatro instrumentos. El cuarto —el espectrógrafo de infrarrojo medio— es más exigente, ya que requiere trabajar a 266 grados bajo cero y para ello necesita otro medio adicional de refrigeración.

“El parasol es como el paracaídas de un paracaidista: debe doblarse perfectamente para que se despliegue perfectamente sin engancharse ni enredarse”, explica la ingeniera de sistemas del fabricante aeroespacial Northrop Grumman (NG), Krystal Puga. “Para perfeccionar la secuencia, realizamos múltiples pruebas de despliegue durante varios años en modelos más pequeños y de tamaño completo. Practicamos no solo el despliegue, sino también el proceso de almacenamiento. Esto nos da la confianza de que Webb se desplegará con éxito”, agregó.

Los 344 puntos críticos

El despliegue tiene lugar durante un período de dos semanas, inmediatamente después del lanzamiento. El mismo implica una delicada sinfonía de ajustes de bisagras, motores, engranajes, resortes, poleas y cables que deben funcionar por comando y a la perfección.

Los científicos del Webb contabilizan al menos 344 “puntos de fallo único”, es decir, momentos críticos en la línea de tiempo en los que, si la acción no ocurre en el momento justo, el telescopio de 6 toneladas no puede lograr la configuración deseada y causando el fallo total de su misión.

El 28 de diciembre comenzó el despliegue de los armazones del observatorio. Si bien el movimiento real para bajar el armazón delantero del observatorio desde su posición de almacenamiento hasta su posición desplegada tomó solo 20 minutos, y la bajada de la trasera tomó solo 18 minutos, el proceso general tomó varias horas para cada uno debido a las docenas de pasos adicionales requeridos.

Estos incluyen monitorear de cerca las temperaturas estructurales, maniobrar el observatorio con respecto al sol para proporcionar temperaturas óptimas, encender calentadores para calentar componentes clave, activar mecanismos de liberación, configurar la electrónica y el software y, en última instancia, bloquear las estructuras en su lugar.

El despliegue de estos dispositivos marcó el comienzo de las principales implementaciones estructurales de Webb y también el comienzo de la fase de implementación de los parasoles, que continuará al menos hasta el 2 de enero. Luego seguirán otras piezas vitales, hasta el famoso lente hexagonal de 18 paneles.

Dado que el despliegue del parasol será uno de los despliegues de naves espaciales más desafiantes que jamás haya intentado la NASA, el equipo de operaciones de la misión incorporó flexibilidad al cronograma planificado, de modo que el cronograma e incluso la secuencia de los próximos pasos podrían cambiar en los próximos días.

Vida útil

La vida científica del telescopio James Webb está condicionada, en buena medida, por el combustible que use para llegar a su ubicación y los expertos creen que, gracias al buen despegue, debería tener suficiente como para operar “bastante más” de los diez años marcados como objetivo.

La Agencia Espacial Europea (ESA) y la estadounidense Nasa señalaron en sus cuentas en redes sociales que, tras analizar su trayectoria inicial, han determinado que el observatorio “debería tener suficiente propulsor para apoyar las operaciones científicas en órbita durante bastante más de 10 años de vida útil”.

El análisis final del exitoso despegue mostró que se necesita “menos propulsor del previsto originalmente” para corregir la trayectoria hacia su órbita final alrededor de L2, destacó la NASA en su página web. Por consiguiente, Webb tendría mucha más vida útil. Debido al punto desde el que operará, el nuevo telescopio necesita propulsión no solo en algunos momentos de su viaje, sino también periódicamente para corregir y mantener correctamente la órbita y orientación en el espacio, una vez que llegue a L2.

Cuando el combustible se acabe ya no será posible hacerlo y la misión habrá terminado. La base mínima es de cinco años, aunque los expertos consideraban factible hasta una década y, ahora, con los datos de uso real de la propulsión, estiman que podría operar “bastante más” de una década.

El combustible extra con que cuenta el telescopio más grande y potente lanzado al espacio se debe, “en gran medida” a la precisión del lanzamiento”, que “superó los requisitos” para poner al Webb en la trayectoria correcta, y de la primera maniobra de corrección, explicó la Nasa. “La inyección perfecta del Ariane 5 dará más vida a Webb y, por tanto, más tiempo para descubrir el Universo”, destacó en Twitter Arianespace.

Webb tiene propulsor de cohetes a bordo no solo para la corrección a mitad del curso y la inserción en órbita alrededor de L2 en las próximas semanas, sino también para las funciones necesarias durante la vida de la misión, incluidas las maniobras de “mantenimiento de la estación” (pequeñas quemaduras del propulsor para ajustar la órbita de Webb), así como lo que se conoce como gestión del impulso, que mantiene la orientación de Webb en el espacio.

La expectativa por el completo armado del James Webb en el espacio es grande. Tan grande como las galaxias que podrá observar hace más de 13.500 millones de años.

Infografías: Marcelo Regalado

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