James Webb: todo preparado para catorce días de terror
Después de 25 años de trabajo, un presupuesto ingente e innumerables problemas, el mejor telescopio espacial de todos los tiempos se enfrenta a un lanzamiento de infarto
Si lo consigue, observará lo nunca visto: las primeras estrellas y galaxias tras el Big Bang y la atmósfera de planetas fuera del Sistema Solar
Más de 25 años de desarrollo, un presupuesto inicial de 500 millones de dólares que se ha multiplicado por 20 (hasta casi 9.700 millones), y una larga cadena de fallos y rediseños que fueron retrasando las fechas de lanzamiento de 2007 a 2018 y ... finalmente a 2021, con dos pequeños sustos finales incluidos... Superada por fin una larga lista de vicisitudes, el flamante Telescopio Espacial James Webb (JWST) , construido por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense, será lanzado el 25 de diciembre desde la Guayana Francesa (después de un último cambio de fecha).
El artefacto está llamado a reescribir lo que sabemos sobre el universo. Con un parasol gigante del tamaño de una cancha de tenis para bloquear la luz del Sol, se convertirá en una especie de máquina del tiempo. Revelará las primeras estrellas y galaxias que se formaron tras el Big Bang hace unos 13.500 millones de años, cuya luz es tan tenue que los telescopios actuales, como el Hubble, no pueden captarla. Además, enviará las imágenes más detalladas del cosmos hasta la fecha y buscará posibles signos de habitabilidad en mundos más allá de nuestro Sistema Solar.
Pero antes tendrá que pasar un infierno. De hecho, y una vez que el cohete lanzador Ariane 5 lo libere a poca distancia de la Tierra, el James Webb tendrá aún que recorrer el millón y medio de km que lo separan de su destino final: el punto lagrangiano 2, o L2, uno de los cinco alrededor de la Tierra en que las gravedades del Sol y de nuestro planeta se equilibran, permitiendo órbitas muy estables. Y la tarea no será fácil.
Más de 300 operaciones
El observatorio tardará 29 días en llegar hasta allí, pero durante la mitad de ese tiempo tendrá que llevar a cabo la secuencia de despliegues más compleja jamás realizada en una misión espacial. Centenares de mecanismos deberán ponerse en marcha de forma secuencial y precisa para que el telescopio, que viaja plegado como un origami dentro de la cápsula superior del Ariane 5, pueda desplegarse hasta su envergadura real de 22 metros. Durante las dos primeras semanas de viaje se irán desplegando el enorme parasol, las antenas de comunicaciones, los paneles, los alerones... y por supuesto los espejos, el mayor de ellos de 6,5 metros de diámetro y formado por 18 segmentos hexagonales independientes que deberán alinearse perfectamente para funcionar como uno solo.
En total, 178 mecanismos diferentes de despliegue y 344 operaciones en las que cualquier fallo podría dar al traste con la misión. En una buena parte, los retrasos en la construcción del James Webb se han debido a la necesidad de diseñar, rediseñar y probar hasta la saciedad todos y cada uno de estos delicados procesos y mecanismos. Nada puede salir mal, porque en esta misión será imposible, como sí se hizo varias veces con el Hubble, enviar astronautas para hacer reparaciones.
Los '14 días de terror' empezarán casi enseguida, apenas 31 minutos tras el despegue y 2 minutos después de la separación de Ariane. Será entonces cuando el telescopio despliegue sus paneles solares, de los que se alimentará durante todo el viaje. Una hora y media después será el turno de la antena de alta ganancia, la más potente del telescopio y a través de la que deberá transmitir a la Tierra la ingente cantidad de datos científicos que recopile durante sus observaciones del Universo.
Un viaje más allá
de la Luna
Trayecto y
despliegue
Durante la travesía irá desplegando sus diferentes
partes hasta estar completamente
operativo al final del camino
Luna
384.400 km
Tierra
1
1
Separación del cohete,
antena de
comunicaciones
y panel solar secundario
2
2
Paneles
solares principales
Tierra
3
3
4
Parasoles
térmicos
para regular las
temperaturas
extremas
4
Espejo primario
Objetos de estudios
de la misión
Ciclo de
vida de las
estrellas
Evolución
de las galaxias
en el tiempo
Estudio de
universo
temprano
Formación y
composición
de planetas
5
Espejo
secundario
5
Telescopio 100%
operativo
1.500.000 km
L2
X
La órbita
El telescopio trazará un viaje de casi un mes
para ubicarse en su órbita
alrededor del punto de Langrange L₂
Fuente NASA, ESA y Elaboración propia
ABC / Javi Torres
Un viaje más allá
de la Luna
Trayecto y
despliegue
Durante la travesía irá desplegando
sus diferentes
partes hasta estar completamente
operativo al final del camino
Tierra
Luna
1
384.400 km
2
1
Separación del cohete,
antena de
comunicaciones
y panel solar secundario
2
Paneles
solares
principales
3
Parasoles
térmicos
para regular las
temperaturas extremas
Tierra
3
4
4
Espejo primario
Objetivos
de estudios
de la misión
Ciclo de
vida de las
estrellas
Evolución
de las galaxias
en el tiempo
Estudio de
universo
temprano
Formación y
composición
de planetas
5
Espejo
secundario
5
Telescopio 100%
operativo
1.500.000 km
L2
X
La órbita
El telescopio trazará un viaje
de casi un mes
para ubicarse en su órbita
alrededor del punto
de Langrange L₂
Fuente NASA, ESA y Elaboración propia
ABC / Javi Torres
Abrir el parasol, momento crítico
El tercer día de viaje, y por espacio de tres días, el James Webb iniciará una compleja secuencia de operaciones destinada a abrir primero, y separar después entre sí, las cinco capas del escudo térmico o parasol, uno de los elementos críticos de la misión. Ese es el momento más peligroso a juicio de Begoña Vila, ingeniera de sistemas en la NASA y una de las responsables de la puesta a punto del telescopio. «Hay unos despliegues iniciales que son críticos y necesarios –el panel solar, la antena de comunicaciones– pero que se han hecho en otras misiones. El del parasol es algo que no se ha hecho nunca y es el que tiene más puntos de fallo aunque se han mitigado lo más posible», explica. Lo sabe bien esta astrofísica nacida en Vigo, ya que además de desarrollar un sensor que llevará el telescopio, ha sido la encargada de la prueba fría final del grupo de instrumentos antes de su integración en el observatorio.
El escudo deberá proteger al telescopio de la luz y la radiación solar. Consiste en 5 finísimas capas milimétricas de un material sintético llamado Kaplon, recubiertas de silicona y especialmente resistentes al calor. La capa más externa, expuesta directamente al Sol, estará a 85 grados, mientras que la más interna y cercana al telescopio, a apenas unos pocos cm de distancia, permanecerá a unos 'confortables' -233 grados. El James Webb es un telescopio de infrarrojos, y estudiará objetos muy fríos, por lo que necesita estar a temperaturas extremadamente bajas para funcionar correctamente. Sin el escudo térmico, el telescopio sería igual que un humano mirando las estrellas, pero desde debajo de una farola.
Siete días después del lanzamiento y con el escudo ya desplegado, llegará la hora de tensar las 5 láminas que lo forman y de separarlas unas de otras hasta su posición final. Solo para completar esta operación se necesitan 140 resortes, 70 bisagras, 8 motores de despliegue, 400 tiradores y 400 metros de cable.
El vértigo del espejo secundario
En el décimo día de vuelo le tocará el turno al espejo secundario -otro de esos momentos de infarto para Vila-, sujeto por tres brazos (que también hay que desplegar), y que se situará justo delante y frente al centro del gran espejo primario de 6,5 metros, cuyas dos alas laterales se desplegarán a continuación, durante los días 12 y 13. «Respiraremos a medida que las distintas actividades se ejecuten con éxito», reconoce Begoña Vila.
Al día siguiente, el decimocuarto tras el despegue y si todo ha ido según lo previsto, el telescopio estará totalmente desplegado. La NASA ha querido reservar las dos semanas que aún faltarán para la llegada a L2 para posibles imprevistos. Cada uno de los sistemas, resortes, motores, mecanismos y piezas ha sido probado cientos de veces en tierra. Y hasta cierto punto, algunos de ellos se pueden manejar por ordenador desde el centro de control.
Una vez llegado a su destino, comenzará una fase de pruebas que durará cinco largos meses. Durante ese tiempo, entre otras cosas, se alinearán uno a uno los 18 segmentos del gran espejo principal y se harán las primeras fotografías de prueba, que la NASA ha prometido compartir. A partir del sexto mes desde su lanzamiento, el telescopio espacial más complejo y ambicioso de cuantos se han construido hasta ahora estará, por fin, preparado para empezar sus observaciones científicas. Es mucho lo que se espera de él.
Vila confía en que el James Webb cumpla con las expectativas depositadas, tanto las de la ingeniería como las científicas. «Mirará el universo con ojos distintos y nos enseñará cosas que no hemos visto antes usando instrumentos muy innovadores con detectores especializados», afirma la astrofísica. «Creo que todas van a ser asombrosas», asegura sobre las observaciones que están por llegar.
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