Se lanza con éxito el observatorio James Webb gracias a un cohete Ariane.
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El pasado día de Navidad todos recibimos el mejor regalo de todos: el lanzamiento del telescopio James Webb (JWT).
El acontecimiento se ha hecho esperar y algunos creíamos que ya nunca llegaría tras múltiples retrasos, problemas y sobrepresupuesto. Este observatorio, que estuvo a punto de ser cancelado en el pasado, será una herramienta única que nos permitirá observa cosas que nunca hemos observado.
Se espera que con él podamos ver la luz de las primeras estrellas y galaxias. Podremos ver cómo era el Universo al cabo de solamente 100 millones de años tras el Big Bang. Será una auténtica máquina del tiempo. Esa luz, debido a la expansión cosmológica, está corrida hacia el rojo y por ello se necesita un telescopio que observe en el infrarrojo.
Además, otra meta atractiva será la de estudiar exoplanetas, mundos que veremos por primera vez. Podrá medir incluso la composición atmosférica de algunos de ellos. Esto se hará analizando las lineas espectrales de ciertos elementos y compuestos que se observan mejor en el infrarrojo.
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El JWT es precisamente un telescopio u observatorio que observará en el infrarrojo, en concreto en la zona del espectro que va de las 0,6 a las 28,5 micras. Para esta tarea cuenta con un espejo segmentado de 6,5 metros. Cada elemento de los 18 de los que consta tiene forma hexagonal y está hecho de berilio. Para el recubrimiento de todo espejo se han usado tres gramos de oro, pues este metal refleja muy bien el infrarrojo. El espejo viajó plegado dentro de la cofia. Se hizo así porque en la época en la que se diseñó no había cofias que pudieran albergar un espejo de 6,5 metros. Se escogió el Ariane 5 como lanzador debido a su fiabilidad. El lanzamiento, además, es una de las contribuciones de la ESA a la misión. El lanzamiento ha sido todo un éxito e incluso la última etapa pudo grabar el momento en el que el telescopio se desenganchó para continuar el camino por sí solo. Esa vez fue la última vez que pudimos ver al James Webb.
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Pero observar en el infrarrojo no es fácil. En otras ocasiones en las que han usado telescopios infrarrojos se ha tenido que emplear helio como refrigerante, pues cualquier cosa que esté unos grados por encima del cero absoluto de temperatura emite infrarrojo, incluso el telescopio en sí mismo. Este sistema activo es como «un baño maría», pero en lugar de usar agua se usa helio líquido y en lugar de mantener el objeto a 100 celsius se mantiene a la temperatura de ebullición del helio líquido. Lo malo de un sistema así es que cuando se gasta el helio, el telescopio queda inservible.
Para el JWT se usa un sistema pasivo diferente al descrito y que consistente en varias láminas de material reflectante (kaptón) que mantienen el telescopio en una sombra permanente. Esta sombrilla es la que le da envergadura al telescopio y hace que cubra un área (21,2 m × 14,2 m) similar a la de una cancha de tenis.
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Este telescopio incluso tiene que estar lejos de la Tierra por ser esta un emisor de este tipo de ondas electromagnéticas. Así que se ha enviado este telescopio al punto de Lagrange L2, que es un punto en donde se equilibra la gravedad del Sol y la de la Tierra. Allí tendrá un órbita de halo alrededor de ese punto. Como es un punto metaestable hay que ir corrigiendo la órbita. Para ello los motores del JWS deberán emplearse cada 21 días para así mantener la órbita correcta. Por tanto, se irán gastando poco a poco los 300 kg de propergoles hipergólicos hasta que en 10 años se hayan agotado totalmente, momento en el que terminará la misión.
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Su localización y la sombrilla permitirán mantener el telescopio a 233 celsius bajo cero, es decir unos 40 kelvin.
La realidad es que parece caro gastarse unos 10000 millones de dólares para una misión que solamente dure 10 años. Pero si queremos responder a ciertas preguntas no nos queda más remedio que invertir ese dinero. ¿Para cuantos JWT habría tenido dinero España si no hubiera hecho el rescate bancario?
Debido a este fin ineludible del JWT, contando con que no tenga problemas antes, pues no se puede reparar allí en donde estará, ya se está pensando en un sustituto que además trabaje en otras gamas del espectro. El Hubble trabaja en el infrarrojo cercano, el visible y el ultravioleta. Así que este nuevo telescopio, si se aprueba, sí sería un sustituto del veterano Hubble, lo que es JWT no es.
Un telescopio sin instrumentación es absolutamente inútil. El JWT cuenta con una serie de instrumentos dentro del módulo ISIM, que está situado justo detrás del espejo primario. En él se hallan los instrumentos principales del James Webb: NIRCam, NIRSpec y MIRI.
NIRCam es una cámara que trabajará en el infrarrojo cercano (de 0,6 a 5 micras). La cámara NIRSpec es un espectrómetro que también observará la misma gama espectral y ha sido construido por la ESA. Puede obtener cien espectros simultáneos en un campo de 9 minutos de arco cuadrados. MIRI funcionará como cámara y espectrómetro en el infrarrojo medio (de 5 a 28 micras) y ha sido construido conjuntamente por la NASA y la ESA. Para este cometido MIRI necesita ser enfriado hasta 6 kelvin mediante un sistema de refrigeración de circuito cerrado de helio (sin pérdida).
Pero aún no podemos cantar victoria. Los responsables de la misión han llamado «mes del terror» a los días que se avecinan, pues muchas cosas pueden salir mal. El James Webb debe desplegar su escudo solar, el mástil del espejo secundario y los laterales del espejo primario, entre otras cosas. También tendrá que realizar maniobras propulsivas críticas hasta que alcance L2 en 29 días.
Una vez llegue a L2 tiene que enfriarse hasta la temperatura de trabajo, lo que llevará semanas. Luego llegará un periodo de ajustes. Hasta los 6 meses del lanzamiento, el telescopio no estará operativo, aunque la primera imagen que veremos se publicará seguramente durante este tiempo mientras que todavía se va ajustando la óptica y el instrumental.
Este observatorio cambiará la percepción que tenemos del Cosmos, es una paso más allá en el buen camino, una prueba de lo que somos capaces de hacer cuando trabajamos juntos. Miraremos más allá de lo que ha hecho cualquier humano en el pasado y nos sorprenderemos. Veremos planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Seremos un poco más altos y casi podremos tocar las primeras estrellas.
Dejemos que sea Carl Sagan el que se exprese:
«Hemos descubierto maravillas jamás soñadas por esos antepasados nuestros que primero especularon sobre la naturaleza de esas luces errantes en el cielo nocturno. Hemos cruzado el Sistema Solar y enviado naves a las estrellas. Pero seguimos buscando, no podemos evitarlo. Un elemento central del futuro humano se encuentra mucho más allá de la Tierra. Si anhelamos algún propósito cósmico, entonces encontrarnos una meta digna.»
Copyleft: atribuir con enlace a https://neofronteras.com [1]
Fuentes y referencias:
Web de la misión. [2]
Estado de la misión. [3]
Fotos: NASA/ESA