El telescopio Webb, el observatorio espacial más ambicioso, listo para su lanzamiento

Tres décadas después de la concepción del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA, el sucesor del Hubble está listo para su lanzamiento. Astrónomos de todo el mundo esperan que revele aspectos ocultos del Universo.

El telescopio espacial James Webb se pliega para su lanzamiento, que será en unos días.
El telescopio espacial James Webb se pliega para su lanzamiento, que será en unos días.

Lisa Dang ni siquiera había nacido cuando los astrónomos comenzaron a planificar el observatorio espacial más ambicioso y complejo jamás construido. Ahora, tres décadas después, el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA finalmente está a punto de lanzarse.

Dang, astrofísica y estudiante graduada de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, utilizará el telescopio, conocido como Webb para abreviar, para mirar a un planeta más allá del Sistema Solar. Llamado K2-141b, es un mundo tan caliente que su superficie es en parte roca fundida.

Está programado para despegar de una plataforma de lanzamiento en Kourou, Guayana Francesa, no antes del 22 de diciembre

Ella es una de las docenas de astrónomos que se enteraron en marzo de que podrían usar el telescopio. El tan esperado Webb, una asociación que involucra a la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), está programado para despegar de una plataforma de lanzamiento en Kourou, Guayana Francesa, no antes del 22 de diciembre.

Si todo va según lo planeado, Webb rehará la astronomía al observar fenómenos cósmicos como las galaxias más distantes jamás vistas, las atmósferas de planetas lejanos y los corazones de las regiones de formación estelar envueltas en polvo. Aproximadamente 100 veces más poderoso que su predecesor, el Telescopio Espacial Hubble, que ha transformado nuestra comprensión del cosmos en los últimos 31 años, Webb revelará aspectos previamente ocultos del Universo.

Impresión artística del telescopio espacial James Webb (Webb), plegado en el cohete Ariane 5 durante el lanzamiento desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa.
Impresión artística del telescopio espacial James Webb (Webb), plegado en el cohete Ariane 5 durante el lanzamiento desde el puerto espacial europeo en la Guayana Francesa. Imagen: ESA.

"Webb tiene tales capacidades transformadoras que, para mí, van a ser los tiempos “antes” y los tiempos “después", declara Jane Rigby, astrofísica del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien trabaja como científica del proyecto de operaciones de Webb.

La apuesta astronómica de la historia

Pero si algo sale mal, será un revés ignominioso para lo que ya es la apuesta astronómica más cara de la historia. El telescopio tardó décadas y más de 10.000 millones de dólares en desarrollarse, y los frecuentes retrasos se comieron repetidamente el presupuesto de astrofísica de la NASA.

Justo este año, se ha visto envuelto en una controversia sobre si debería seguir llevando el nombre de James Webb, quien dirigió la NASA en la década de 1960 cuando un empleado fue despedido bajo sospecha de ser gay. Webb también ocupó un puesto de alto rango en el Departamento de Estado de los Estados Unidos a fines de la década de 1940 y principios de la década de 1950, en un momento en que ese departamento estaba sistemáticamente erradicando y despidiendo a personas gays y lesbianas debido a su orientación sexual.

James Webb dirigió la NASA en la década de 1960 cuando un empleado fue despedido bajo sospecha de ser gay.
James Webb dirigió la NASA en la década de 1960 cuando un empleado fue despedido bajo sospecha de ser gay.

Cuando el telescopio despegue después de tantos retrasos y tanto debate, llevará consigo las esperanzas de miles de astrónomos de todo el mundo. "No hay muchas veces en tu vida en las que estés en la cúspide de algo tan grande", apunta Heidi Hammel, astrónoma y vicepresidenta de ciencia de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington DC, que ha trabajado en Webb durante décadas. "Hay muchas emociones".

Décadas de desarrollo

Los primeros destellos de lo que se convertiría en Webb surgieron en un taller en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, en 1989. Fue el año anterior al lanzamiento del Telescopio Espacial Hubble, y los científicos ya estaban pensando en cómo seguir ese observatorio transformador.

Lo que finalmente surgió fueron planes para un telescopio espacial con un espejo primario de 6,5 metros de ancho, casi tres veces el tamaño del Hubble, y compuesto por 18 segmentos hexagonales

Lo que finalmente surgió fueron planes para un telescopio espacial con un espejo primario de 6,5 metros de ancho, casi tres veces el tamaño del Hubble, y compuesto por 18 segmentos hexagonales. El espejo es tan grande que debe plegarse como el origami durante el lanzamiento y desplegarse, una vez en el espacio. Sombreado será un parasol en forma de cometa del tamaño de una cancha de tenis, hecho de cinco capas recubiertas de aluminio que bloquean el calor del Sol y mantienen el telescopio lo suficientemente fresco como para funcionar.

El espejo de Webb es del tamaño de una cancha de tenis, hecho de cinco capas recubiertas de aluminio.
El espejo de Webb es del tamaño de una cancha de tenis, hecho de cinco capas recubiertas de aluminio. Foto: ESA.

El costo total de Webb se estimó originalmente en $ 1 mil millones, una tasación en la que pocos creían y, desde entonces, su coste se ha disparado.

La NASA proporcionó 9.700 millones de dólares, incluidos fondos para cubrir los costos operativos en el espacio; 700 millones de euros (810 millones de dólares) procedían de la ESA; y la CSA aportó 200 millones de dólares canadienses (160 millones de dólares EE.UU.). El gran incremento del precio del proyecto atrajó un intenso escrutinio de los auditores del gobierno, así como preguntas perennes sobre si valdría la pena.. "Para ser verdaderamente transformador en un campo, tienes que construir la herramienta que necesitas", explica Hammel. "Esto es lo que cuesta hacer esto".

El telescopio finalmente tomó forma en laboratorios de todo el mundo y luego se ensambló en Goddard

Plagado de repetidas cancelaciones y cambios de diseño, el telescopio finalmente tomó forma en laboratorios de todo el mundo y luego se ensambló en Goddard. Más tarde, se combinó con el resto del observatorio en Northrop Grumman Aerospace Systems en Redondo Beach, California. Allí, Webb tuvo aún más problemas cuando los técnicos lo dañaron, al usar el disolvente incorrecto para limpiar las válvulas de propulsión. Más tarde, los tornillos literalmente se soltaron durante las pruebas.

Ahora, 32 años después de su concepción, Webb está  en el puerto espacial de Kourou en preparación para el lanzamiento. Está destinado a un punto en el espacio a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, demasiado lejos para que los astronautas visiten y arreglen el telescopio si algo sale mal.

Webb está  en el puerto espacial de Kourou en preparación para el lanzamiento.
Webb está  en el puerto espacial de Kourou en preparación para el lanzamiento. Foto: ESA.

 Hubble requirió una reparación posterior al lanzamiento en 1993, cuando los astronautas utilizaron el transbordador espacial para llegar al observatorio en órbita terrestre e instalar ópticas correctivas para su espejo primario, que había sido molido incorrectamente.

Webb sondeará el cosmos en las longitudes de onda del infrarrojo cercano al medio, la mayoría de las cuales son más largas de lo que el Hubble puede ver

Si se lanza con éxito, Webb sondeará el cosmos en las longitudes de onda del infrarrojo cercano al medio, la mayoría de las cuales son más largas de lo que el Hubble puede ver. Eso significa que Webb puede estudiar la luz que ha viajado desde galaxias lejanas y se ha estirado a longitudes de onda más rojas por la expansión del Universo.

También podrá estudiar el polvo que envuelve las regiones de formación estelar, así como el gas entre las estrellas, que no son tan visibles en longitudes de onda más cortas. Al igual que el Hubble, podrá tomar espectros de objetos astronómicos, lo que significa que puede dividir su luz en componentes para determinar de qué están hechos.

La exploración del Universo en luz infrarroja

Los telescopios espaciales, como el Observatorio Espacial Herschel de la ESA, que funcionó entre 2009 y 2013, han explorado el Universo en luz infrarroja antes. Pero el enorme espejo de Webb y el conjunto de instrumentos sensibles significan que sus descubrimientos superarán a los de cualquier telescopio espacial infrarrojo anterior, dicen los científicos. "Va a cambiar mucho de lo que sabemos sobre muchas áreas de la astronomía", indica Jeyhan Kartaltepe, astrónomo del Instituto de Tecnología de Rochester en Nueva York.

El telescopio Webb pasará cientos de horas estudiando este pedazo de cielo.
El telescopio Webb pasará cientos de horas estudiando este pedazo de cielo. Foto: NASA.

Debido a que puede detectar objetos rojos débiles, Webb está preparado para observar algunas de las primeras estrellas y galaxias que se formaron después de que el Big Bang creó el Universo hace 13.800 millones de años. Es casi seguro que romperá el récord de la galaxia más distante jamás observada, que actualmente está en manos de una galaxia modesta llamada GN-z11 que se encuentra a 13.400 millones de años luz de la Tierra.

El estudio COSMOS-Webb

Un gran estudio observará una región del cielo que es del tamaño de tres lunas llenas, con el objetivo de capturar medio millón de galaxias en ella. Este estudio, conocido como COSMOS-Webb, se basa en un proyecto en curso que ha utilizado casi todos los principales telescopios terrestres y espaciales para estudiar el mismo parche de cielo, que se encuentra a lo largo del ecuador celeste y se puede ver desde los hemisferios norte y sur.

El nuevo telescopio analizará este campo durante más de 200 horas, lo que lo convierte en el proyecto más grande para el primer año de ciencia del observatorio y crea un rico conjunto de datos para que los astrónomos extraigan descubrimientos.

La vista infrarroja de Webb sondeará, por ejemplo, el período de alrededor de 400.000 años a 1.000 millones de años después del Big Bang

La vista infrarroja de Webb sondeará, por ejemplo, el período de alrededor de 400.000 años a 1.000 millones de años después del Big Bang, cuando las primeras estrellas y galaxias iluminaron el Universo. Esta época, conocida como la era de la reionización cósmica, preparó el escenario para que las galaxias de hoy evolucionaran. "Hay muchas cosas que no sabemos sobre ese período de tiempo", explica Kartaltepe, quien copilota COSMOS-Webb.

Al observar estos objetos astronómicos extremadamente distantes, los científicos pueden responder preguntas como cómo las primeras estrellas se ensamblaron en galaxias y cómo evolucionaron esas galaxias con el tiempo.

Las observaciones del telescopio Webb revelarán la composición química de las estrellas.
Las observaciones del telescopio Webb revelarán la composición química de las estrellas.

Obtener una mejor imagen de la formación de galaxias en el Universo temprano ayudará a los astrónomos a comprender cómo surgió el cosmos moderno. Mariska Kriek, astrónoma del Observatorio de Leiden en los Países Bajos, planea usar Webb para estudiar galaxias distantes que ya no están formando estrellas.

Las observaciones revelarán la composición química de las estrellas en esas galaxias y las velocidades a las que se mueven. Esos datos, a su vez, ayudarán a Kriek a desentrañar el misterio de cómo y por qué estas galaxias dejaron de formar estrellas en algún momento de su historia, a diferencia de las que no se detuvieron.

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