Ciencia y Tecnología 11/01/2022 Martín Bustillo-Ruíz

“GO WEBB, GO!”: El mayor telescopio espacial de la historia ya busca sus primeras galaxias

…“GO WEBB, GO!” aclamaron emocionados los controladores de vuelo al separarse el telescopio Webb del cohete que lo llevara al espacio…

Por: MC Martín I. Bustillo-Ruíz

Las estrellas han sido motivo de observaciones de todas las civilizaciones que nos antecedieron. Nuestros antepasados se guiaban por ellas para establecer sus rutas de viaje, lo mismo por tierra que por mar. Dicha observación de los astros también les permitió relacionarlas con el clima y los tiempos de siembra y cosecha de sus cultivos.

*Mapa de constelaciones | Visual Capitalist*

Las estrellas han sido motivo de fascinación de la humanidad desde su inicio. Actualmente, y basados en la física y herramientas matemáticas, son los astrónomos, exobiólogos y astrofísicos quienes, desde sus potentes telescopios ubicados en lugares clave de la superficie terrestre, escudriñan los cielos. Pero su sueño seguramente era poder hacerlo desde el mismo espacio sin la posibilidad de contaminación lumínica u otros elementos que le afecten.

Cuántos de nosotros, siendo niños, soñamos con las estrellas y viajes interestelares. Especialmente la generación de “Baby boomers” que nacimos en los 60s, quienes ya con la televisión fuimos alentados por el alunizaje del apolo XI en el satélite de la Tierra, y posteriormente con series televisivas a ese respecto, como “Perdidos en el espacio” y otras como “Star Trek” y “Battlestar Galactica”.

Pero el 25 de diciembre de 2021, como regalo de Navidad, amanecimos observando el despegue del cohete espacial “Ariane 5” que llevaría fuera de la tierra al nuevo telescopio llamado “James Webb”. Este fue enviado al espacio desde el centro de la agencia espacial europea, del puerto espacial de Kourou en la Guayana Francesa, ubicada en Sudamérica.

“Muchos astrónomos consideran a James E. Webb como uno de los mejores directores que ha tenido la agencia espacial estadounidense, NASA, ya que bajo su dirección emprendió uno de los proyectos más impresionantes de la historia: el aterrizaje de un hombre en la Luna.” (BBC)

Sin mayores problemas técnicos, y ante la innegable y contagiosa alegría manifiesta de ingenieros y técnicos quienes hicieron posible el lanzamiento desde el centro de control, el cohete salió de la atmósfera terrestre hasta alcanzar la distancia necesaria para dejar el telescopio listo para iniciar su largo viaje.

Fue en ese momento cuando gritaron: “Go Webb, go!” (¡Vamos Webb, vamos!) Cabe destacar las virtudes excepcionales de las transmisiones en vivo de la NASA mediante redes, y a través de las cuales pudimos acompañar el histórico suceso desde casa. Observamos desde la cámara del cohete mismo el despliegue de algunos paneles solares. El resto de la observación son modelos simulados en computadora conforme avanza el programa, pero que nos da una idea muy clara del proceso mismo, además de muy bien explicado por la NASA. Todo quedó grabado para la historia, para quienes la curiosidad les mueva a revisarlos posteriormente.

Pasaron más de 20 años desde que un grupo de 20 países encargaran —a un costo de 10,000 millones de dólares americanos— su construcción y operación a un gran equipo internacional conformado principalmente por la Agencia Espacial Europea, la Agencia Espacial Canadiense y la NASA. Estos lograron fabricar un gran telescopio de última tecnología que superaría al anterior telescopio Hubble, que se encuentra en el espacio desde hace varias décadas. Este último había permitido conocer con mayor detalle el universo y la Vía Láctea, donde se encuentra nuestro sistema solar y planeta, además de poder observar otras galaxias desde el espacio exterior sin las interferencias propias de nuestra atmósfera.

“Como parte de la colaboración con la NASA, Europa contribuyó al telescopio espacial con dos instrumentos científicos clave —el espectrógrafo NIRSpec y el instrumento del infrarrojo medio MIRI— y el servicio de lanzamiento, con un vehículo Ariane 5. Además, hay todo un contingente de científicos e ingenieros de la ESA dando apoyo al desarrollo y las operaciones científicas del observatorio”. ESA.Int

La meta de los científicos es poder conocer los primeros cientos de millones de años de la formación de estrellas y planetas a partir del “Bing Bang”, término coloquial que podemos entenderlo como “la Gran Explosión”, el principio del universo, es decir, el punto inicial en el que se formó la materia, el espacio y el tiempo. Por supuesto es mucho más que eso la información que podrá arrojar el estudio a partir de las observaciones del nuevo telescopio espacial, como la composición o elementos químicos que conforman galaxias y nebulosas. Tal como señalara la astrónoma italiana Dra. Antonella Nota, científica del proyecto del telescopio “Hubble”, y directora asociada de la Agencia Espacial Europea, “quizás hasta encontrar otra Tierra”, en entrevista realizada por La Dra. Michelle L. Thaller, directora asistente de Comunicación Científica de la NASA.

“El observatorio detectará la luz de la primera generación de estrellas y galaxias que se formaron en el universo temprano y estudiará la atmósfera de exoplanetas habitables”. ESA

“Antes del lanzamiento del telescopio Hubble, no se habían descubierto exoplanetas (planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar). Desde entonces, los científicos han encontrado miles” (Astrónomo Klaus Pontoppidan, director científico del telescopio James Webb)

Cabe hacer mención que, compuesto de varios espejos, escudo de protección solar, celdas solares y equipamiento propio del telescopio, se requirió de realizar una serie de ingenierías que permitiera enviarlo “empaquetado”. Esto a modo que pudieran transportarlo en un compartimiento del cohete espacial para posteriormente ser desplegado a las dimensiones que tendría una vez en el espacio. Todo el equipo debió plegarse para ser colocado en la cofia del cohete Ariane 5 de no más de 5 Metros (ESA), y ya desplegado su protector solar tendría el tamaño de una cancha de tenis (BBC).

*Vista artística del telescopio espacial James Webb en el cohete Ariane 5 | ESA*

Queremos enfatizar las ingenierías, por todos los complicados diseños que debieron realizarse para poder acomodar de manera compacta el paquete completo y mediante mecanismos de sujeción y liberación, como cables, resortes, actuadores, motores, soportes, poder extenderlo una vez ya en el espacio exterior mientras viaja por arriba de la velocidad del sonido de poco más de 1,200 km/h. Los Sistemas del telescopio están programados y automatizados para hacerlo. Por supuesto, perfectamente coordinados y sincronizados desde el centro de mando por los controladores en tierra del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial ubicado con sede en la prestigiosa Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Estados Unidos, hasta lograr el despliegue completo de los espejos para el mejor funcionamiento del potente telescopio espacial.

No podemos dejar de mencionar que las temperaturas en el espacio son muy extremas. En los indicadores de cuatro puntos del telescopio se observaba que van desde los 55 grados Celsius hasta los -200 Celsius, temperatura en la que trabaja mejor el telescopio. De no ser en un ambiente muy frío se perderían las imágenes del infrarrojo por la sensibilidad requerida para ello. De hecho, en buena medida el éxito de la misión está basado en el proceso de enfriamiento del equipo del telescopio. De ahí la importancia del despliegue correcto del protector solar compuesto de materiales de última tecnología de varias capas para reducir el calor y la radiación solar.

*Momento histórico en el que se informó del éxito de la misión del telescopio James Webb.*

A poco más de 15 días del despegue navideño, la misión ya cumplió con varios objetivos.

Recorrer 1,173, 000 km, lo que representa el 81% de la misión completa hasta llegar a la órbita Lagrange 2 (L2) su destino final programado a un mes del despegue.
Desplegar sus espejos secundario y principal. Al iniciar el viaje antes había desplegado los paneles solares que le brindan la energía, y posteriormente el escudo de protección solar. Cabe hacer mención que, comparado con el telescopio Hubble, el espejo principal de Webb es al menos cinco veces más grande, según observamos en imágenes de la NASA. Algunos astrónomos piensan será 100 veces más potente que el primero

Próximos objetivos:

El día 17 del recorrido (11 enero 22) estarán desplegándose otros segmentos del espejo, el cual está conformado de varias partes plegables y controlados mediante motores que permitirán hacerlos trabajar como un solo espejo cóncavo.
Los científicos en algún momento deberán alinear el telescopio con algunos astros conocidos a manera de referencia, esto a modo de calibrarlo antes de tomar y difundir las primeras imágenes. Mismas que en el espectro del infrarrojo permitirán obtener imágenes espectaculares, esto dado su mayor capacidad.
Para el día 29 de la misión (23 enero 2022) alcanzar la órbita L2 a una distancia de 1.5 millones de kilómetros (aproximadamente cuatro veces la distancia a la luna).

*La ilustración muestra lo que el telescopio James Webb pretende observar durante su misión. Foto: Canadian Space Agency (CSA).*

Cabe señalar que, si bien ya ha recorrido cerca del 80% de su ruta programada para alcanzar la órbita L2 donde se ubicará finalmente, la velocidad de crucero va descendiendo, siendo en el día 15 la tercera parte de la velocidad de los primeros días en que casi alcanzó cerca de 1 km/segundo.

Además, cabe agregar que, si las imágenes producidas en los últimos 20 años por el telescopio Hubble (próximo a cumplir su vida útil) han sido por demás espectaculares como las imágenes que estamos compartiendo, no puedo esperar el momento para disfrutar las imágenes del infrarrojo que nos proporcionarán las agencias espaciales involucradas, cuyo estudio llevara aun mayor cantidad de tiempo para obtener revelaciones científicas de las mismas. Al respecto, tomará al menos cinco meses más para que sean compartidas imágenes toda vez se realicen los ajustes que deberán hacer al telescopio, probablemente sea hasta finales de junio 2022.

Los “Pilares de la Creación” de la nebulosa del Águila es quizá la escena celeste más emblemática capturada por el telescopio espacial Hubble. Estas enormes torres de polvo y gas, que aquí vemos en una imagen compuesta en color, reciben la intensa radiación de las estrellas jóvenes. Foto: NASA, ESA y Hubble Heritage Team | National Geographic

En la Pequeña Nube de Magallanes, una de las galaxias satélites de nuestra Vía Láctea, la radiación del joven cúmulo estelar NGC 602 devora la nebulosa en la que nacieron las estrellas. Algunas partes de la nube resisten esta erosión mejor que otras, lo que deja pilares de gas y polvo. Foto: NASA, ESA y Hubble Heritage Team | National Geographic

Es importante decir que se han recibido por parte de la comunidad científica ante el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial más de 1,200 proyectos, de los cuales fueron seleccionados solo 400 para ser desarrollados en su primer año de operación. Estos ocupan desde 2 hasta 200 horas y producirán datos para su análisis. Por cierto, fue en forma anónima para dar la misma oportunidad a mujeres científicas y jóvenes talentosos.

Por último, comparto que estos 14 días del viaje del telescopio James Webb en el espacio han sido de enorme expectativa, satisfacción y emociones, lo cual nos despierta la curiosidad de la niñez de quienes llevamos dentro el ansia y deseo por conocer mejor nuestro universo, y la posibilidad de entender la formación de nuestras estrellas y planetas. También la de encontrar otros planetas o satélites habitables en cuanto a las condiciones necesarias para que los humanos pudieran no solo explorar el espacio sino hasta sembrar la semilla de nuevas generaciones.

Fuentes: