El lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb de la NASA de 10.000 millones de dólares desde la Guayana Francesa podría marcar un triunfo en una historia que miles de astrónomos han estado siguiendo durante una generación. O podría resultar en la tragedia más profunda.
De cualquier manera, el clímax se desarrollará a partir de la mañana de Navidad, lo que lo convierte en una trama digna de una película navideña.
“He estado esperando 23 años para que se lance este telescopio”, dijo a GeekWire el astrónomo de la Universidad de Washington Eric Agol.
Agol ha estado esperando tanto tiempo que el enfoque de su investigación cambió por completo durante la espera. En 1998, cuando el Telescopio Espacial de Próxima Generación todavía estaba en la mesa de dibujo, él estaba estudiando quásares con lentes gravitacionales.
«Estaba haciendo algo de ciencia en ese momento con telescopios terrestres y, específicamente, el Telescopio Keck en Hawai», dijo Agol. «Pasamos media noche mirando cuásares distantes, y luego calculamos que con el telescopio espacial James Webb, tomaría unos milisegundos hacer la misma observación».
Ahora está estudiando planetas más allá de nuestro propio sistema solar, con un enfoque intenso en TRAPPIST-1, un sistema planetario potencialmente habitable a 39 años luz de la Tierra. Es un testimonio de la versatilidad del telescopio que promete tener un efecto tan dramático en ese proyecto.
«James Webb simplemente va a proporcionar datos fenomenales sobre este sistema de planetas en tránsito», dijo Agol. “Cada uno de los tránsitos producirá información espectral si hay signos de atmósferas en estos planetas. Esta es la primera vez que tenemos muchas posibilidades de sondear atmósferas en planetas potencialmente similares a la Tierra ”.
Pero primero, el telescopio debe instalarse en su ubicación en el espacio profundo, a un millón de millas de la Tierra, en un punto de equilibrio gravitacional conocido como Sol-Tierra L2.
El lanzamiento navideño es el primer paso: según un acuerdo forjado por la NASA y la Agencia Espacial Europea, JWST despegará desde el puerto espacial de la ESA en la Guayana Francesa sobre un cohete europeo Ariane 5. Después de una serie de aplazamientos debido a preocupaciones técnicas y el clima, el lanzamiento está programado para no antes de las 9:20 am hora local (4:20 am PT) el 25 de diciembre, lo que complica los planes de vacaciones para los astrónomos de todo el mundo.
“Tienen que programar los panqueques y los regalos de sus hijos para que tengan una buena Navidad, pero también deben ver el despliegue de James Webb”, dijo la astrónoma de la Universidad de Washington, Emily Levesque.
La NASA debe comenzar su cobertura de transmisión a las 3 am PT de la mañana de Navidad.
Riesgos sin precedentes
Este lanzamiento no es para bromear: viene después de años de retraso y miles de millones de dólares en sobrecostos. (Cuando escribí sobre JWST en 2007, el costo de lo que ahora es un observatorio de $ 10 mil millones se estimó en $ 3,5 mil millones, con el lanzamiento programado para 2013).
Debido al lugar al que se dirige el telescopio, una tripulación de astronautas no puede repararlo después de su lanzamiento. Eso es diferente del Telescopio Espacial Hubble, que tuvo que someterse a una reparación importante por parte de un equipo del transbordador espacial tres años después del despliegue, debido a una falla en su espejo.
Preguntas frecuentes: Resumen rápido de la NASA sobre el telescopio espacial James Webb
Debido a que el espejo de JWST es tan ancho (6,5 metros o 21,3 pies), debe plegarse al estilo origami para que quepa dentro del carenado del Ariane 5. Eso significa que el espejo y la pantalla de varias capas que protege los delicados instrumentos del telescopio del resplandor del sol tienen que desplegarse después del lanzamiento. La nave espacial se puede reprogramar en vuelo si algo sale mal con el software, pero si JWST experimenta un problema de hardware, existe la posibilidad de que se pierda toda la misión.
«Si alguien puede hacer esto, la NASA puede», dijo Levesque. “Es un lanzamiento y una implementación increíblemente complicados. Hay tantos pasos que tienen que ir a la perfección. También llevan años intentando que todo sea lo más perfecto posible. Creo que me comeré las uñas con todos los demás, y nada sobre un lanzamiento espacial o una misión de esta complejidad es una rutina, pero si alguien puede hacer que funcione, es la NASA ”.
El drama se desarrollará, por así decirlo, en el transcurso de varias semanas. La última fecha que Levesque ha marcado en su calendario para preocuparse es a fines de enero, cuando está programado que JWST llegue al punto L2.
Debido a que los tirones gravitacionales de la Tierra y el sol están alineados en ese punto, la nave espacial requerirá un mínimo de disparos de propulsores para permanecer en una ubicación estable dentro de la sombra de la Tierra. Pero tomará unos meses más para que el telescopio se ponga en marcha para las operaciones científicas de primera luz y a gran escala.
Rendimientos sin precedentes
Durante más de una década, la NASA ha estado hablando del telescopio espacial James Webb como el sucesor del telescopio espacial Hubble, que ha logrado durar más de 30 años.
Al igual que el Hubble, los instrumentos de JWST están diseñados para hacer descubrimientos en todo el espectro de la astronomía, que van desde los mundos y mini mundos de nuestro propio sistema solar hasta planetas alienígenas que rodean estrellas distantes, desde el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. hasta el borde del universo observable.
El espejo de 18 segmentos del telescopio Webb tiene casi siete veces la capacidad de captación de luz del espejo del Hubble y un campo de visión significativamente más amplio. Pero Webb es diferente del Hubble en una forma mucho más fundamental: está diseñado para ver el universo en luz infrarroja, en lugar de la gama más amplia del Hubble de longitudes de onda ultravioleta, luz visible e infrarroja.
Eso significa que es más probable que las imágenes divulgadas al público estén codificadas por colores para reflejar variaciones en el espectro infrarrojo, al igual que las imágenes del Telescopio Espacial Spitzer. Los telescopios infrarrojos son especialmente adecuados para mirar a través de capas de polvo oscurecedor para ver lo que está sucediendo dentro de los discos protoplanetarios, o cartografiar las fronteras cosmológicas afectadas por el corrimiento al rojo relativista.
Levesque espera que las lecturas infrarrojas de JWST contribuyan a su propia investigación, que se centra en cómo evolucionan y mueren las estrellas más grandes del universo.
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“Algunas de las grandes estrellas moribundas que estudio, las supergigantes rojas, son realmente fascinantes de estudiar en luz infrarroja”, dijo.
Un ejemplo es la estrella Betelgeuse, que generó titulares hace un par de años cuando atravesó un misterioso ciclo de oscurecimiento y brillo. Los astrónomos finalmente determinaron que la atenuación probablemente fue causada por una nube de polvo.
«Si James Webb hubiera podido observar Betelgeuse cuando eso sucedió, habría visto algo muy diferente, porque ese mismo polvo que bloquea la luz que vemos con nuestros ojos en realidad brilla y emite una cantidad bastante buena de luz infrarroja». Dijo Levesque. «Será una forma completamente nueva de ver estas estrellas que nunca antes habíamos podido manejar, porque no podemos obtener ese tipo de observaciones desde el suelo».
Pero los descubrimientos que más espera Levesque, suponiendo que JWST sobreviva a su viaje a L2, son los descubrimientos que los astrónomos no esperan.
«Está esta famosa observación del Hubble, el Campo Profundo del Hubble, donde apuntaron al Hubble hacia lo que parecía un pedazo de cielo vacío, y simplemente dejaron que tomara una imagen muy larga», dijo. “Y cuando volvió la imagen, eran sólo galaxias distantes de pared a pared. Era esta impresionante imagen de cómo se ve el universo distante. Y sorprendió a todos, lo increíble que era la imagen. No puedo esperar a ver cuál será el equivalente de James Webb «.
Al escuchar a Levesque hablar sobre lo que podría traer Webb, no puedes evitar pensar en un niño esperando a Santa Claus.
«Estoy emocionada por la Navidad», dijo.
Cinco datos importantes sobre JWST
- El telescopio lleva el nombre del difunto administrador de la NASA James Webb, quien dirigió la agencia espacial de 1961 a 1968. Algunos astrónomos han pedido que se elimine el nombre de Webb, diciendo que estuvo de acuerdo con la discriminación del gobierno contra los empleados LGTBQ en las décadas de 1950 y 1960. Pero la NASA dice que el nombre llegó para quedarse.
- El JWST fue construido por Northrop Grumman bajo la supervisión del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland, y tuvo que ser enviado desde California a la Guayana Francesa a través del Canal de Panamá. Los detalles sobre el viaje se mantuvieron en secreto, en parte para frustrar a los piratas que podrían intentar tomar el telescopio como rehén. Según los términos de su asociación con la NASA, a la Agencia Espacial Europea se le garantizó al menos el 15% del tiempo de observación. (Consiguió un 30%).
- El telescopio tiene cuatro instrumentos científicos: la cámara de infrarrojos cercanos o NIRCam; el espectrógrafo de infrarrojo cercano, o NIRSpec; el Instrumento de Infrarrojo Medio, o MIRI; y el sensor de guía fina / generador de imágenes de infrarrojo cercano y espectrógrafo sin rendija de la Agencia Espacial Canadiense, o FGS / NIRISS.
- El espejo y los detectores de JWST deberán enfriarse a una temperatura de aproximadamente 388 grados bajo cero Fahrenheit (40 Kelvin o -233 grados Celsius) para que funcionen correctamente. Eso es un gran desafío, ya que se espera que la radiación solar caliente el «lado caliente» del parasol del telescopio a temperaturas cercanas al punto de ebullición, tan altas como 185 grados F (85 grados C).
- El telescopio está diseñado para al menos cinco años y medio de operación (seis meses para la calibración, más cinco años de operaciones científicas), pero los científicos esperan que dure mucho más tiempo. Se espera que el factor limitante sea el combustible para mantener su órbita de halo en L2. Hay suficiente combustible para al menos 10 años y, en teoría, es posible repostar la nave espacial si la NASA realmente quiere.
La astrónoma de la Universidad de Washington, Emily Levesque, está planeando una serie de eventos virtuales y en persona para celebrar el lanzamiento de la edición de bolsillo de «The Last Stargazers», su mirada entre bastidores a las personas que usan los telescopios más poderosos del mundo. El primer evento será en Ada’s Technical Books en Seattle el 4 de enero. También habrá un evento virtual presentado por Third Place Books el 5 de enero, y un evento el 21 de enero en Paper Boat Booksellers.
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