Si desea ver el destello de las primeras estrellas y galaxias que comenzaron a brillar al final de las edades oscuras del universo, cientos de millones de años después del Big Bang, necesita un gran telescopio. Pero no cualquier gran telescopio.

Tienes que ponerlo en el espacio, y tiene que viajar unos pocos grados por encima del cero absoluto para registrar los rastros infrarrojos extremadamente débiles de esa era pasada y detectar la luz que se ha extendido a través de la expansión del espacio mismo durante los últimos 14 mil millones de años. año.

Para hacer esto, es necesario equipar el observatorio con un paraguas en forma de cometa del tamaño de una cancha de tenis.El paraguas consta de cinco capas de película gruesa de cabello humano, separadas y tiradas por docenas de cables de acero inoxidable accionados por motor. Pasar decenas de poleas.

Debe elegir materiales para la estructura del observatorio que puedan mantener su forma y tamaño bajo enormes gradientes de temperatura.

Luego tienes que doblarlo todo para que puedas ascender por la punta del cohete y lanzar un millón de millas al espacio, esperando que la vibración y el sonido ensordecedor del lanzamiento no muevan un componente clave para que pueda desplegarse. Usted mismo, alinee su óptica con precisión nanométrica y enfoque la luz tenue en un enfoque claro.

Este es el desafío navideño que enfrenta el sucesor del Hubble de 31 años, el telescopio espacial James Webb de $ 9,8 mil millones. Es el satélite científico más sensible, técnicamente desafiante y más caro jamás construido.

La nave espacial fue encapsulada en un cono protector en la parte superior del cohete Ariane 5 proporcionado por la Agencia Espacial Europea y voló a la plataforma de lanzamiento en Kuru, Guayana Francesa el jueves. Si el clima lo permite, la hora de lanzamiento se establece a las 7:20 a.m., hora estándar del este, el día de Navidad.

Una vez en la carretera, el telescopio tarda un mes completo en desplegarse como un origami de alta tecnología, desplegando sus paneles solares, antenas, radiadores, espejos primarios y secundarios segmentados y sombrillas complejas y frágiles. básico. éxito.

Se necesitarán otros dos meses más para alinear cuidadosamente la óptica mientras el telescopio continúa un enfriamiento lento hasta casi el cero absoluto y luego otros tres meses más o menos para verificar y calibrar los instrumentos de Webb.

Y luego, más de 20 años después de que se propuso por primera vez, con años de retraso y miles de millones por encima del presupuesto, JWST finalmente estará listo para ocupar un lugar central en la alta frontera, llevando las esperanzas y los sueños de miles de ingenieros y astrónomos de todo el mundo.

“Este es un programa de alto riesgo y muy rentable”, dijo la administradora adjunta de la NASA Pam Melroy, ex comandante del transbordador espacial. “Hemos hecho todo lo que podemos pensar para que Webb sea un éxito. Y ahora solo tenemos que hacerlo”.

Buscando la luz más antigua que existe

A diferencia del Hubble, que se colocó en una órbita terrestre baja donde los astronautas del transbordador espacial podían hacer llamadas de servicio, JWST se dirige a un lugar llamado Lagrange Point 2, o L2, en el otro lado de la luna, donde la gravedad del sol, la Tierra y luna están en equilibrio, lo que permite que el telescopio permanezca en su lugar con un mínimo de propulsor.

Mucho más allá del alcance de cualquier reparador de caminatas espaciales, L2 ofrece un lugar ideal para que Webb se relaje en su búsqueda épica de mirar hacia atrás en el tiempo hasta el final de las llamadas edades oscuras, cuando la luz resplandeciente de las primeras estrellas se apagó. la niebla de hidrógeno de la creación para viajar libremente a través del espacio.

“Es un telescopio infrarrojo”, dijo Paul Geithner, gerente de proyectos técnicos de JWST. “La razón principal por la que se concibió en primer lugar fue para ver el final de las edades oscuras cósmicas. Y si quieres ver objetos de esa época, la luz ultravioleta y visible que emitieron hace tanto tiempo se ha desplazado al rojo todo el tiempo. camino hacia el espectro infrarrojo.

“La luz infrarroja es radiación de calor. Entonces, si quieres que un telescopio infrarrojo sea exquisitamente sensible, primero lo pones en el espacio (y) además de ponerlo en el espacio, necesitas que esté súper frío para que no esté cegado por sus propias emisiones térmicas. “

Operando en L2, JWST se verá menos afectado por el fondo infrarrojo cerca de la Tierra y la luz infrarroja dispersa y reemitida del polvo en el plano ecuatorial del sistema solar. “Necesitamos estar más fríos que 60 Kelvin para que no estemos limitados por nuestra propia temperatura”, dijo Geithner.

El lado caliente de JWST, el autobús de la nave espacial y la capa inferior de la sombrilla, experimentará temperaturas de casi 230 grados Fahrenheit. En el lado oscuro, un poco más allá de la quinta y más alta capa de la sombrilla, la temperatura será cercana a los 390 grados bajo cero.

El director del proyecto, Bill Oaks, dijo en una entrevista: “Esta es una diferencia de temperatura enorme, enorme, impulsada en su totalidad por las cinco capas de la sombrilla (y) cada capa tiene aproximadamente el grosor de un cabello humano”.

Después de 30 minutos de despegue, JWST se separará de la capa superior de Ariane 5. Luego de un tiempo, el panel solar del observatorio se desplegará y comenzará a cargar la batería a bordo, luego de 12 horas, se planea lanzar propelente para ajustar la trayectoria a L2. .

Pasando la órbita de la luna el día después de Navidad, JWST desplegará su antena de alta ganancia y la apuntará hacia la Tierra, dando a los controladores de vuelo un enlace de datos de alta velocidad.

Tres días después del lanzamiento, los dos pallets que sostienen las membranas de la sombrilla guardadas se desplegarán y se colocarán en su lugar a ambos lados del Módulo de Instrumento Científico Integrado de Elementos del Telescopio Óptico, u OTIS. El OTIS alberga las entrañas del telescopio real, sus espejos e instrumentos montados en un marco compuesto de carbono.

Implementación de un parasol SPF de 1 millón

Con la ampliación del DTA, se sentarán las bases para el despliegue decisivo de las cinco membranas Kapton del paraguas.

“El despliegue de paneles solares, el despliegue y el funcionamiento del cardán de antena de alta ganancia son configuraciones estándar de las naves espaciales, y no es infrecuente”, dijo Geithner. “Y tenemos que desplegar esa torre para separar el telescopio del autobús y aislarlo mecánica y térmicamente. Es un poco nuevo, pero es un mecanismo de tornillo de bola muy simple.

“Pero sí, el protector solar es un lugar donde hay muchos riesgos de implementación, porque hay muchos defectos de un solo punto. Y es complicado”.