Un micrometeorito causa «cambios incorregibles» en uno de los segmentos del espejo principal del James Webb

La colaboración de JWST, en efecto, publicó hace unos días un informe completo en el que se examina todo lo que Webb ha logrado hasta ahora y lo que puede esperarse a lo largo de la misión. Este documento, con fecha 12 de julio pero hecho público hace apenas un par de días, abarca desde la navegación del telescopio y su orientación hasta el rendimiento de sus muchos instrumentos. Pero un apartado especialmente interesante (y no publicado hasta ahora) también explica cómo Webb sufrió una serie de impactos, seis en total, de micrometeoritos. Y lo más preocupante es que uno de ellos causó un 'cambio incorregible' en uno de los segmentos del espejo.

El espejo principal del telescopio, de seis metros de diámetro, está formado por 18 segmentos hexagonales dispuestos en forma de panal. Cada segmento se puede controlar de forma independiente y está compuesto de berilio chapado en oro. Y todos están alineados para garantizar la mayor resolución y sensibilidad posibles. En caso de necesidad, esa la alineación de los segmentos puede modificarse para compensar pequeñas deformaciones de los segmentos, como las causadas por el impacto de micrometeoritos.

En su sección 4.7, el documento aborda los impactos de micrometeoritos y su efecto potencial en el rendimiento óptico a largo plazo de Webb. La evaluación comienza recordando a los lectores que cualquier nave espacial, inevitablemente, se encontrará con micrometeoroides. De modo que ya se esperaba que se produjeran varios impactos.

«Durante la puesta en servicio -dice textualmente el informe-, la detección de frente de onda registró seis deformaciones superficiales localizadas en el espejo primario que se atribuyen al impacto de micrometeoroides. Estos ocurrieron a un ritmo (aproximadamente uno por mes) consistente con las expectativas previas al lanzamiento. Cada micrometeoroide causó una degradación en el frente de onda del segmento del espejo impactado. Parte de la degradación resultante se puede corregir mediante el control regular del frente de onda; pero algunos de ellos comprenden términos de alta frecuencia espacial que no se pueden corregir«.

Según explican los investigadores, cinco de los seis impactos detectados tuvieron efectos insignificantes, y apenas supusieron una desviación de menos de un nanómetro en la desviación del espejo, algo relativamente sencillo de corregir. Sin embargo, el impacto restante, ocurrido entre el 22 y el 24 de mayo, provocó un «cambio significativo no corregible» en el segmento C3, ubicado en la parte inferior derecha del espejo principal de Webb, tal y como se muestra en la fotografía.

Afortunadamente, el efecto sobre el telescopio en general fue muy pequeño, y apenas si ha afectado a su capacidad para seguir obteniendo imágenes de calidad. Lo realmente preocupante, según admiten los propios investigadores, es que se desconoce si el impacto de mayo de 2022 en el segmento C3 fue algo raro y poco frecuente o si, por el contrario, impactos semejantes podrían suceder con frecuencia durante los próximos años de la misión.

«El equipo del proyecto -reza el informe- está realizando investigaciones adicionales sobre la población de micrometeoritos y sobre cómo los impactos afectan a los espejos de berilio», además de estudiar el mejor modo para compensar y mitigar sus posibles efectos sobre el telescopio. Los responsables del Webb estudian, entre otras, la posibilidad de restringir «el tiempo dedicado a mirar en la dirección del movimiento orbital, que estadísticamente tiene una tasa más alta de micrometeoritos de mayor energía». En otras palabras, podría ser que se decida eliminar algunas de las observaciones previstas en la dirección de mayor riesgo.

Con todo, y a pesar de la lógica preocupación, los controladores de la misión se muestran optimistas. Y si bien es cierto que el impacto en el segmento C3 ha causado preocupación, también lo es que el daño sufrido ha sido mínimo y no se espera que afecte a la mayoría de las operaciones científicas futuras del telescopio.

«El resultado clave de los seis meses de puesta en marcha -concluye el informe- es este: JWST es totalmente capaz de lograr los descubrimientos para los que fue construido. JWST se concibió 'para permitir avances fundamentales en nuestra comprensión de la formación y evolución de galaxias, estrellas y sistemas planetarios'... Ahora sabemos con certeza que así será. El telescopio y el conjunto de instrumentos han demostrado la sensibilidad, estabilidad, calidad de imagen y rango espectral que son necesarios para transformar nuestra comprensión del cosmos a través de observaciones que van desde los asteroides cercanos a la Tierra hasta las galaxias más distantes.

Y aún más, según los autores el desempeño del Webb ha sido incluso mejor de lo esperado prácticamente en todos los ámbitos. En cuanto a la alineación óptica de sus espejos, la función de dispersión de puntos, la estabilidad temporal de sus imágenes y el fino sistema de guía que apunta al observatorio, en efecto, Webb ha superado todas las expectativas.

«En conjunto -escriben los expertos-, estos factores se traducen en una sensibilidad sustancialmente mejor para la mayoría de los modos de instrumentos de lo que se suponía en la calculadora de tiempo de exposición para la planificación de la observación del Ciclo 1, en muchos casos en decenas porcentuales. En la mayoría de los casos, JWST profundizará más rápido de lo esperado. Además, JWST tiene suficiente combustible a bordo para durar al menos 20 años». Siempre y cuando, claro, los inevitables impactos de micrometeoritos se mantengan en las tasas previstas...