El sucesor del Hubble: el telescopio espacial James Webb

Naukas

Parte del equipo del telescopio espacial James Webb posa delante de un modelo a tamaño natural del telescopio, para apreciar sus enormes dimensiones. (NASA/GSFC)

Casi treinta años de operación ininterrumpida para una máquina de cierta complejidad suelen ser un periodo bastante largo, y a pesar de reparaciones y mejoras que se le puedan realizar, tras cerca de tres décadas ya no contará ni con la tecnología ni las prestaciones más avanzadas que una máquina más moderna sí tiene. Da lo mismo que hablemos de una lavadora, un coche, o, en este caso, de un telescopio.

El pasado mes de abril, el más famoso del mundo, el telescopio espacial Hubble, cumplía nada menos que veintiocho años en órbita. Veamos unas cuantas cifras a modo de resumen de su carrera: en todo ese tiempo desde su lanzamiento el 24 de abril de 1990, y moviéndose a 28 000 km/h a casi 600 km de altura sobre la Tierra, el Hubble ha realizado un millón largo de observaciones de decenas de miles de objetos celestes distintos. Los más de diez mil astrónomos que han utilizado el Hubble han publicado unos quince mil artículos de investigación, lo que le convierte en uno de los instrumentos científicos más productivos nunca construidos.

Sin duda, el Hubble ha supuesto para la astronomía una auténtica revolución, gracias en especial a su capacidad de ser reparado y mejorado por astronautas, y que ha permitido que su vida útil se haya prolongado todos estos años. Sin embargo, tras la última de estas misiones de mantenimiento en mayo de 2009, ya hace tiempo que se viene trabajando a fondo en el que será su «sustituto»: el telescopio espacial James Webb.

¿Cómo será este nuevo telescopio espacial? Si el parámetro que suele determinar la diferencia fundamental en cualquier telescopio es el diámetro de su espejo primario, y, por ende, su capacidad colectora de luz, comparemos los del Hubble y el James Webb. Mientras que el veterano Hubble tiene un único espejo monolítico de 2,4 metros, el James Webb tendrá 18 segmentos de forma hexagonal que conformarán un primario equivalente de 6,5 metros de abertura; es decir, su superficie colectora será unas cinco veces mayor que la del Hubble.

Comparación de tamaños de los espejos del Hubble (a la izquierda, con 2,4 metros de diámetro) y el James Webb, de 6,5 metros de abertura. (NASA)

En el origen del proyecto del que se llamó en un principio el Telescopio Espacial de Nueva Generación, hará ya veinte años, se pretendía que el diámetro del espejo fuese de 10 metros, pero complicaciones tecnológicas y especialmente, económicas, hicieron que se rebajase el tamaño del telescopio hasta los 6,5 metros actuales. A fecha de hoy, su coste ya se acerca a los 9000 millones de dólares (más o menos lo que cuesta un portaviones nuclear, por comparar). Proyecto conjunto de la NASA y las Agencias Espaciales Europea y Canadiense, el telescopio fue renombrado como James Webb en septiembre de 2002 en honor a uno de los administradores de la NASA en los años dorados del proyecto Apollo.

Muchos y novedosos son los desarrollos tecnológicos que se han hecho para el James Webb. Por subrayar solo algunos de ellos, mencionar su espejo primario segmentado, que se lanza plegado en tres partes que se montan en el espacio tras su despegue; óptica fabricada en berilio, un material ultra ligero y resistente; o enfriadores criogénicos que permitirán bajar la temperatura de los detectores del telescopio hasta solo 7 Kelvin y optimizar así su observación en el infrarrojo, la zona del espectro donde observará el James Webb.

Tras casi ocho de construcción, prácticamente todos los elementos del telescopio están ya listos, destacando los segmentos hexagonales del espejo primario recubiertos de una capa micrométrica de oro –especialmente reflectante en el infrarrojo– y los cuatro instrumentos científicos que se colocarán a bordo. Estos serán una cámara en el infrarrojo cercano, un espectrógrafo multiobjeto también en el infrarrojo cercano, otro instrumento para el infrarrojo medio, y una cámara con filtros sintonizables. El rango espectral de trabajo del James Webb estará entre los 0,6 y los 27 nanómetros, con cierta capacidad para observar también en el visible.

Este interesante vídeo muestra cómo se desplegarán el telescopio James Webb y su pantalla protectora, del tamaño de un campo de tenis (que tapa la luz del Sol y la Tierra para que no incida en las ópticas), hasta adquirir la configuración de trabajo. (NASA)

Se han definido cuatro áreas científicas principales para el telescopio, y que han recibido estos inspiradores títulos: El Final de las Eras Oscuras: Primera Luz y la Reionización; El Ensamblaje de las Galaxias; El Nacimiento de las Estrellas y los Sistemas Protoplanetarios; y Sistemas Planetarios y los Orígenes de la Vida. Así, estudiará todas las etapas de la historia del universo, desde los primeros destellos luminosos tras el Big Bang, hasta la formación de sistemas planetarios capaces de albergar vida en mundos como la Tierra, pasando por la evolución de nuestro propio Sistema Solar.

El James Webb, poco antes de entrar en la cámara de vacío donde se le somete a temperaturas criogénicas para comprobar su funcionamiento en las condiciones extremas del espacio. Los segmentos del espejo primario están recubiertos con una película reflectante de oro. (NASA)

Otra de las innovaciones de este telescopio espacial respecto del Hubble es que, a diferencia de este, no orbitará próximo a la Tierra, a apenas unos centenares de kilómetros de la superficie, sino que en su lugar se ubicará a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta en dirección contraria al Sol, en un punto donde las atracciones gravitatorias del Sol, la Tierra y la Luna se equilibran –conocido como Lagrange 2, o L2– y las condiciones de observación son mucho mejores que en una órbita baja como la del Hubble. Eso sí, no serán posibles las visitas de mantenimiento de los astronautas, por lo que deberá ser mucho más robusto y fiable que el Hubble. Su enorme tamaño (6500 kg de peso) hace también que el cohete capaz de ponerlo en órbita sea la versión más potente del Ariane 5 ECA europeo. Tras numerosos retrasos debidos, por un lado, a la enorme complejidad el telescopio, y por otro, a las restricciones presupuestarias de la agencia espacial estadounidense, la última fecha prevista de lanzamiento es mayo de 2020, desde el puerto espacial de Kourou en la Guayana francesa.

Por último, la vida de trabajo prevista para el James Webb es de un mínimo de cinco años, llevando combustible suficiente para sus maniobras en L2 hasta diez años. Si todo va bien, durará hasta 2030, complementándose perfectamente con los telescopios gigantes de 30 y 40 metros en tierra que se están construyendo en la actualidad, y que empezarán a estar operativos a finales de la próxima década. ¿Qué maravillas nos descubrirá este digno sucesor del Hubble? Como siempre suele pasar en ciencia, las mayores no las podemos ni sospechar.

Este post ha sido realizado por Ángel Gómez Roldán (@AGomezRoldan) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Para más información: http://jwst.nasa.gov

1 comentario

  • Avatar de Oscar Sierra Quintero

    Resulta fascinante prever los nuevos descubrimiento que brindará a la ciencia y a toda la Humanidad este nuevo y portentoso telescopio espacial que relevará a glorioso pero ya obsoleto Hubble. Se abre la posibilidad con el James Webb de confirmar la existencia de vida en exoplanetas parecidos la nuestro y, muy posiblemente, de civilizaciones avanzadas en nuestra galaxia.

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