enero 15, 2022
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Listo el lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb

Su espejo compuesto por 18 segmentos hexagonales teñidos de oro configurados en forma de panal, tendrá 6.5 metros de diámetro, casi tres veces el tamaño del Hubble.

Arturo Barba
Listo el lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb
Webb estudiará algunos de los exoplanetas más estudiados, como los siete mundos del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella TRAPPIST-1 / Cortesía NASA

El próximo viernes 24 de diciembre, desde la Guyana francesa en Sudamérica, será lanzado al espacio la misión científica y tecnológica más sofisticada de la NASA, después del desaparecido programa de Transbordadores Espaciales, cuyo éxito pondrá a prueba su capacidad para llevar a cabo misiones sumamente complejas y del cual dependerá también buena parte del futuro del campo de la astronomía espacial.

Luego de más de 30 años de planeación, más de 20 años de desarrollo y un costo de 11 mil millones de dólares, tras varios retrasos de años y la irrupción de la pandemia de COVID-19, el Telescopio Espacial James Webb (JWST, por sus siglas en inglés), el más notable y poderoso jamás construido, será lanzado al espacio a bordo de un cohete Ariane 5 de la Agencia Espacial Europea (ESA).

El Telescopio Espacial James Webb será lanzado al espacio a bordo de un cohete Ariane 5 de la Agencia Espacial Europea (ESA), el próximo viernes 24 de diciembre. Imagen cortesía de: NASA.

Su espejo compuesto por 18 segmentos hexagonales teñidos de oro configurados en forma de panal, tendrá 6.5 metros de diámetro, casi tres veces el tamaño del telescopio espacial Hubble (de 2.5 metros). Es 100 veces más sensible que el Hubble y una vez que se despliegue completamente sus membranas protectoras de la radiación solar o parasol, a 1 millón 500 mil kilómetros de distancia de la tierra (casi cuatro veces la distancia de la Luna), alcanzará una dimensión de 21 metros de largo por 14 de ancho, tan larga como una cancha de tenis.

Por su enorme tamaño, el telescopio viajará en el cohete espacial plegado; una vez que salga de la órbita terrestre, iniciará una secuencia de acontecimientos cuidadosamente coreografiada y cronometrada que durará seis meses.

Desplegará sus paneles solares para cargar energía, alistará su antena de comunicaciones e iniciará un viaje de un mes de duración hasta alcanzar su órbita final; desplegará su parasol, un escudo protector de cinco capas, que evitarán el calentamiento con la radiación solar. Más tarde, vendrán dos meses de sincronización y alineación en las que desplegará sus espejos y la óptica del telescopio. Luego vendrá un mes de calibración de los instrumentos.

Si todo va bien, el Telescopio Espacial James Webb estará finalmente listo para iniciar sus observaciones científicas en junio de 2022.

El espejo primario del Telescopio Espacial James Webb está compuesto por 18 segmentos hexagonales teñidos de oro configurados en forma de panal; tendrá 6.5 metros de diámetro, casi tres veces el tamaño del telescopio espacial Hubble (de 2.5 metros). Foto cortesía de: NASA.

Su órbita final será un punto gravitatoriamente estable en el espacio conocido como L2, o el segundo punto de Lagrange, a 1 millón y medio de kilómetros. En este sitio, el impulso gravitatorio de la Tierra y la Luna, le permitirán tener un movimiento estable alrededor del Sol. Ahí el telescopio se colocará de tal forma que siempre apuntará en dirección contraria al Sol, con la Tierra a su espalda. En su órbita el telescopio empezará a enfriarse hasta alcanzar los 40 kelvin, lo cual permitirá calibrar los instrumentos y los espejos.

Al inicio del proyecto se estimó que el JWST tendría un costo de mil millones de dólares, pero su presupuesto se multiplicó. De los casi 11 mil millones de dólares, 9 mil 700 fueron aportados por la NASA; 810 millones de dólares por la Agencia Espacial Europea; y la Agencia Espacial Canadiense contribuyó con 160 millones de dólares más.

Foto: Cortesía NASA

Los ojos del Webb

El Webb tiene muchos instrumentos tecnológicos de vanguardia, como la cámara de infrarrojo cercano y medio, que será sus ojos y que pueden observar la radiación infrarroja del Universo. Con ella se podrá observar la infancia cósmica, cuando se empezaron a formar las primeras galaxias, unos 200 millones de años después del Big Bang y el punto álgido en el que empezaron a formarse las galaxias, unos 2 mil millones después. Esta época, conocida como la era de reionización cósmica, sentó las bases para la evolución de las galaxias actuales. Se espera que el Webb encuentre 10 mil galaxias primigenias.

El tamaño del Telescopio Espacial James Webb es de 10 metros de altura, 21 mestros de largo y 14 de ancho. Foto cortesía de: NASA.

Se podrá obtener una mejor imagen de la formación de las galaxias en el Universo primitivo lo cual ayudará a los científicos a comprender y obtener datos sobre cómo surgió el Universo.

Eric Smith, científico del programa JWST, dijo en conferencia de prensa que solo con el James Webb se podrán observar las primeras estrellas y galaxias del Universo y la forma en cómo evolucionaron, ya que la expansión y aceleración del Universo han “desplazado al rojo” la luz de esos objetos primordiales, fuera del espectro visible.

Por ello, la NASA necesitaba un telescopio espacial que funcionara en infrarrojos. Así nació la idea de Webb, en la década de los 90. Desde entonces, se han descubierto miles de exoplanetas, cuyas atmósferas también podrán ser sondeadas por el telescopio en busca de moléculas como dióxido de carbono, agua, metano, clorofila y otras que podrían sugerir la presencia de vida.

El parasol del Telescopio Espacial James Webb está compuesto por 5 capas protectoras que mantendran los instrumentos y espejos aislados de la radiación solar y del calor. Foto cortesía de: NASA.

En su primer año de funcionamiento, Webb estudiará algunos de los exoplanetas más estudiados, como los siete mundos del tamaño de la Tierra que orbitan la estrella TRAPPIST-1. El JWST se centrará en una amplia gama de exoplanetas, incluidos los gigantes gaseosos y la clase de planetas más grandes que la Tierra pero más pequeños que Neptuno, que son el tipo más común de exoplaneta descubierto hasta ahora.

También podrá estudiar el nacimiento de estrellas y sus sistemas planetarios; y analizar las estrellas de neutrones y los agujeros negros.

Reparación imposible

En la ciencia y la tecnología espacial cualquier cosa puede ocurrir. El telescopio espacial Hubble que tuvo fallos en su óptica, pudo ser reparado por astronautas que viajaron en los transbordadores espaciales.

La órbita final del James Webb se encuentra a un millón 500 mil kilómetros de la Tierra. Su órbita final será un punto gravitatoriamente estable en el espacio conocido como L2, o el segundo punto de Lagrange. En este sitio, el impulso gravitatorio de la Tierra y la Luna, le permitirán tener un movimiento estable alrededor del Sol. Imagen cortesía de: NASA.

Pero el Hubble se encuentra a poco más de 500 kilómetros. Si el James Webb fallara su reparación sería prácticamente imposible. Al situarse a un millón y medio de kilómetros de distancia se requerirían varias semanas de viaje de ida y otro tanto de regreso.

Por ello, antes de llegar a su órbita final se ha planificado una serie de observaciones tempranas, poco después de desplegar sus espejos. El contenido de estas observaciones de prueba no se han revelado aún, pero la NASA afirma que será una serie de imágenes sorprendentes elegidas para mostrar las capacidades del telescopio.

Después vendrá una serie de observaciones generales, cuyos datos divulgará la NASA inmediatamente a la comunidad astronómica. Uno de estos proyectos estudiará las galaxias infrarrojas que se formaron como resultado de violentas colisiones galácticas.

El primer año de operación de JWST ya ha sido completamente trazado y se han incluido propuestas de investigación de científicos de 44 países, entre ellos México, con la participación de la científica mexicana Aida Wofford, del Instituto de Astronomía de la UNAM, en Ensenada. De esto escribiré en próximas colaboraciones.

Comentarios y sugerencias: @abanav / abanav@gmail.com y sapiensideas.com

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