El telescopio James Webb logra un despliegue exitoso en el espacio

El poderoso telescopio ha llevado a cabo una difícil secuencia de pasos y pronto permitirá a los seres humanos mirar más profundamente en el universo.

Publicado 11 de ene. de 2022 11:29 GMT-3
JWST II

Cientos de pasos de ingeniería cronometrados con precisión se completaron en el espacio para desplegar con éxito el telescopio espacial James Webb de la NASA.

Ilustrado por NASA

El telescopio más poderoso jamás enviado al espacio ha sobrevivido a la parte más riesgosa de su misión: un despliegue traicionero que involucró cientos de pasos de vida o muerte. Desde su lanzamiento el día de Navidad, el telescopio espacial James Webb de $10 mil millones de dólares ha girado, estirado y balanceado sus extremidades hasta alcanzar su configuración final, una complicada transformación que se ha llevado a cabo mientras se precipita hacia un punto del espacio situado a un millón de kilómetros de distancia.

Para los científicos e ingenieros que trabajan en la misión y para los entusiastas del espacio que la siguen, han sido días tensos. El telescopio tenía que realizar cada paso sin problemas y aunque los ingenieros habían ensayado la secuencia cuidadosamente coreografiada aquí en la Tierra, no se sabía cómo funcionaría realmente el observatorio una vez que llegara al espacio. Un error en el despliegue y la misión podría haber tenido un final prematuro y devastador. Pero el 8 de enero, el espejo primario del telescopio terminó de desplegarse, marcando el final de la secuencia de despliegue principal.

Durante los próximos cinco meses más o menos, los equipos terminarán de probar y afinar el observatorio para prepararse para las primeras observaciones científicas. Una vez configurado, el telescopio tendrá la capacidad de observar el universo a lo largo del tiempo cósmico, capturando imágenes de objetos que se formaron hace más de 13 mil millones de años. Su misión es contar la historia del universo: para mirar hacia atrás en el tiempo y estudiar el cosmos infantil, un reino chisporroteante de radiación y caos del que de alguna manera surgieron estrellas, galaxias, planetas y personas.

En dos semanas, el telescopio llegará a su destino final, un punto en el espacio conocido como L2, cuatro veces más lejos de la Tierra que la Luna. Y después de un lanzamiento de cohete casi perfecto, JWST podría terminar estudiando el universo durante mucho más tiempo que su vida útil oficial de 10 años.

Es un comienzo auspicioso para una misión que ha tenido su parte de obstáculos. Originalmente programado para lanzarse en el año 2007, JWST se ha visto agobiado por múltiples retrasos, un presupuesto inflado, cancelaciones amenazadas y controversia sobre el administrador de la NASA que le dio el nombre al telescopio. Después de décadas de trabajo, el observatorio futurista finalmente verá la luz de los primeros días del universo.

“Es un equipo que ha luchado con el tiempo, pero mira la increíble perfección que lograron”, señala el administrador asociado de la NASA, Tomás Zurbuchen. “La gente necesita entender lo difícil que es. Es muy, muy, muy difícil, y lo que estamos viendo es realmente la historia que se está haciendo”.

Un viaje en cohete hasta la órbita

El nuevo buque insignia de la NASA navegó hacia el cielo el 25 de diciembre sobre el cohete Ariane 5 lanzado desde Kourou, Guayana Francesa. Aproximadamente 27 minutos después, JWST se desconectó suavemente de la etapa superior del cohete, que estaba equipada con una cámara que capturó el observatorio alejándose. En esas imágenes, el gigantesco instrumento brilla ante la negrura del espacio, solo invadido por el arco azul y curvo de nuestro planeta.

Esta es posiblemente la última vista detallada de JWST que la humanidad jamás tendrá, capturada por una cámara en una parte del cohete cuando se lanzó el telescopio.

Fotografía de NASA, ESA

Esa fue la última vez que los seres humanos pudieron ver a JWST en detalle, aunque los astrónomos han estado rastreando su débil pinchazo de luz durante el viaje a L2 .

Justo antes de que navegara más allá de la vista de la cámara, JWST extendió su panel solar y comenzó a recolectar energía del sol. Sin ese primer paso crucial, no habría habido misión. "Sin energía, realmente no se puede hacer mucho", afirmó el ingeniero de despliegue de la NASA Alphonso Stewart a los periodistas el 4 de enero.

Sin embargo, incluso cuando el nerviosismo del lanzamiento disminuyó, los científicos e ingenieros sabían que la parte más difícil del viaje aún estaba en el horizonte.

Desplegándose en el espacio

Totalmente desplegado, el JWST tiene una altura de unos tres pisos y su parasol cubriría la mayor parte de una cancha de tenis. El telescopio es tan grande que no podría hacer el viaje al espacio en su configuración final.

Los ingenieros plegaron su espejo primario de 6 metros de ancho, metieron el espejo secundario más pequeño y enrollaron y guardaron su parasol de 21 metros. Esa delicada franja de material de cinco capas ayuda a mantener los instrumentos científicos enfriados a menos 233 grados Celsius, lo que les permite espiar las débiles firmas infrarrojas de las primeras estrellas y galaxias, y no captar el calor del propio telescopio.

“El parasol es una de las cosas más complicadas que hemos puesto en el espacio, y necesariamente así”, dice la directora de la NASA, Jane Rigby. “Cuando observa los requisitos científicos y lo que la ciencia necesita que haga la ingeniería, eso lo lleva directamente al parasol”.

Rigby dice que todos esos elementos almacenados debían estar bien empaquetados y asegurados para el lanzamiento, de modo que el telescopio no se rompiera en pedazos. Una vez que JWST estaba en camino, comenzó a soltar todos esos pernos y a desplegar sus diversos componentes, un baile arriesgado que contenía 344 posibles puntos de falla.

Los equipos de la misión trabajaron para resolver algunos pequeños problemas desde el principio: motores que funcionaban un poco más calientes de lo esperado; anomalías de energía vinculadas a la matriz solar, y luego llegó el momento de los principales despliegues. De ellos, desplegar el parasol fue el más desafiante. Había que desplegarlo y tensarlo, capa por capa, sin que se pegara ni se enganchara, algo así como aparejar un velero, excepto en el espacio, de forma robótica y sin ningún margen de error.

Paso a paso, todo salió según lo planeado. Pernos desenganchados. Las cubiertas se salieron. Durante 26 horas  los cables, las poleas, los actuadores y los motores guiaron y estiraron esas cinco capas delgadas como un alfiler en una vela de seis puntas para proteger el telescopio del sol y de la Tierra. En el control de la misión en Baltimore, los equipos no podían ver cómo se desarrollaba el proceso, pero podían saber qué tan bien iba en función de la cantidad de corriente que consumían los motores, con qué fuerza tiraban y cuánto tiempo funcionaban, y cómo respondía el telescopio.

Al mediodía del 4 de enero, el despliegue del parasol se declaró un éxito. Esta es la primera vez que alguien despliega un sistema como este en el espacio, dijo Stewart a los periodistas. “La primera vez, y lo logramos”. 

"QUE DÍA." Rigby escribió por correo electrónico esa noche. "Estoy tan aliviada."

Luego el espejo secundario del telescopio, que es esencial para enfocar toda la luz recogida en los detectores, se desplegó y se enganchó en su lugar. Sin él, el ojo del telescopio no sería más que un gran espejo de berilio recubierto de oro flotando en el espacio.

Finalmente, el 8 de enero, las enormes alas del espejo primario terminaron de desplegarse y se encajaron en su lugar. “Tenemos un observatorio JWST completamente desplegado”, anunció Carl Starr , el gerente de operaciones de la misión, cuando estallaron las celebraciones en el control de la misión.

El futuro del telescopio espacial dorado

A medida que JWST continúa su viaje hacia L2, los científicos e ingenieros preparan el telescopio para observar el cosmos. También están buscando una misión que podría durar mucho más que los 10 años previstos originalmente.  Ariane 5 colocó a JWST en órbita tan perfectamente que el telescopio solo necesitó gastar una pequeña cantidad de combustible para establecer un rumbo hacia L2. Una vez allí, JWST necesitará quemar combustible regularmente para permanecer en órbita, pero la nave espacial ahora tiene más combustible en el tanque de lo que se esperaba.

Si bien el combustible no es el único factor que puede limitar la vida útil de la misión, es uno importante. Por ahora, la NASA no fijará un número exacto de cuánto durará ese combustible, pero los gerentes son optimistas.

"Sabemos que tenemos mucho más combustible que los 10 años previstos", dice el director del programa JWST Greg Robinson . “Lo que no sabemos en el futuro es cómo tendremos que usar los propulsores y el combustible para completar la fase de puesta en marcha. Por lo tanto, sería muy prematuro dar un cálculo bruto... [pero] por ahora, diré mucho más de 10 años".

También es posible que una misión de reabastecimiento de combustible esté en el futuro de JWST, lo que extendería significativamente la vida útil de la misión. A diferencia del venerable Telescopio Espacial Hubble, que fue reparado varias veces por los astronautas, JWST estará demasiado lejos para ser reparado por humanos. Pero Zurbuchen dice que desarrollar la tecnología para una misión de reabastecimiento de combustible robótica es una prioridad.

“Le pedí al equipo que analizara realmente lo que podíamos hacer, si existen opciones de servicio para Webb”, dice Zurbuchen. La NASA aún no tiene la tecnología para recargar JWST, pero el telescopio fue diseñado con varias características que podrían hacer posible una misión de servicio: un tanque de gasolina recargable, protectores de calor extraíbles, objetivos de guía visual y puntos de conexión accesibles.

Del mismo modo, el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman, el próximo gran observatorio espacial de la agencia, que se unirá al JWST en L2, también está diseñado para ser útil. “No se equivoquen”, dice Zurbuchen. “El reabastecimiento de combustible [y] el servicio es la dirección estratégica para nuestros grandes activos. Es realmente importante”.

No se sabe exactamente lo que JWST verá cuando mire hacia el espacio, pero cuanto más se detenga su mirada en galaxias antiguas, mundos alienígenas, estrellas pulsantes o incluso las lunas de nuestro propio sistema solar, es más probable que descubramos algo que ni siquiera se ha imaginado.

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