Preguntas y respuestas sobre ¡®James Webb¡¯, el proyecto m¨¢s caro de la historia de la NASA

El telescopio espacial James Webb, la joya de la NASA en lo que se refiere a instrumentos astron¨®micos, est¨¢ a punto de despegar, si no se producen nuevos retrasos. Este nuevo instrumento no solo complementar¨¢ al Hubble sino que promete superarlo, tanto en cuanto a calidad de sus im¨¢genes como la amplitud de los descubrimientos que se deriven de ellas. Respondemos a algunas de las preguntas m¨¢s habituales sobre este enorme y ambicioso proyecto, cuyo lanzamiento est¨¢ previsto para el pr¨®ximo d¨ªa 25, a la una de la tarde, hora peninsular espa?ola.

?Qu¨¦ va a estudiar el ¡®James Webb¡¯?

El telescopio James Webb se empez¨® a dise?ar hace m¨¢s de 20 a?os para responder a una pregunta sobre el origen del Universo: C¨®mo nacieron las primeras estrellas. Lo que sucedi¨® durante esa primera ¨¦poca, hace unos 13.000 millones de a?os sigue siendo objeto de conjeturas. Se cree que las primeras estrellas se formaron en el seno de colosales nubes de gas, compactadas por el efecto de su propia gravedad. Eran cuerpos enormes, quiz¨¢s cientos de veces mayores que nuestro Sol, con una luminosidad igualmente grande. Se han preparado docenas de proyectos a desarrollar con ¨¦l. Por lo menos 200 horas est¨¢n reservadas al estudio de la ¨¦poca en que la radiaci¨®n ultravioleta de las primeras estrellas ioniz¨® las grandes nubes de hidr¨®geno y provoc¨® que el universo se volviera transparente. 800 m¨¢s ir¨¢n a investigaciones sobre las galaxias primigenias, nacidas unos 1.000 millones de a?os despu¨¦s del Big Bang: los mecanismos y velocidad de formaci¨®n de estrellas, el movimiento del gas en esas primitivas estructuras y c¨®mo surgi¨® la primera generaci¨®n de agujeros negros cuya relaci¨®n con las galaxias originales sigue siendo objeto de especulaci¨®n. Tambi¨¦n estudiar¨¢ la posible existencia de vida en planetas extrasolares o exoplanetas.

?D¨®nde se situar¨¢?

En una ¨®rbita ¡°halo¡±, alrededor de un lugar en donde no hay nada: El punto de Lagrange 2. All¨ª donde se equilibran las atracciones del Sol, la Tierra y la fuerzas centr¨ªfuga y de Coriolis generadas por su movimiento. Est¨¢ en la l¨ªnea que une ambos cuerpos, a un mill¨®n y medio de kil¨®metros en direcci¨®n opuesta al Sol, es decir en el cono de sombra que proyecta la Tierra y mucho m¨¢s all¨¢ de la ¨®rbita de la Luna.

A medida que la Tierra se desplaza en torno al Sol, el punto L2 la acompa?a siempre frente al lado nocturno. As¨ª que, aparte de dar vueltas a su alrededor, el James Webb describir¨¢ una ¨®rbita helioc¨¦ntrica, siguiendo el movimiento de nuestro planeta en su camino anual, eso s¨ª, siempre un mill¨®n y medio de kil¨®metros m¨¢s alejado del Sol.

?As¨ª, el ¡®Webb¡¯ estar¨¢ siempre en la sombra de la Tierra?

No, por dos razones: En primer lugar, vista desde el L2, el di¨¢metro angular de la Tierra es menor que el del Sol y, por lo tanto, nunca lo oculta del todo como s¨ª hace la Luna en un eclipse total. Adem¨¢s, el telescopio no estar¨¢ ¡°clavado¡± justo en L2 sino que girar¨¢ a su alrededor describiendo una elipse muy amplia (medio mill¨®n de kil¨®metros de radio). Durante seis meses se mover¨¢ por encima de la ecl¨ªptica y durante los otros seis, por debajo. El cono de sombra de la Tierra pr¨¢cticamente no le afectar¨¢. De hecho, el Webb depende de la luz solar para generar su propia energ¨ªa el¨¦ctrica mediante c¨¦lulas fotoel¨¦ctricas tradicionales.

?Cu¨¢nto tardar¨¢ en llegar a destino?

Un mes. Puede parecer mucho tiempo cuando recordamos que un viaje a la Luna se completaba en poco m¨¢s de tres d¨ªas pero es que el viaje a L2 es todo ¡°cuesta arriba¡± contra la gravedad terrestre. El Webb dejar¨¢ atr¨¢s la Luna en apenas 36 horas, s¨ª, pero luego ir¨¢ perdiendo velocidad progresivamente hasta que llegue al punto de Lagrange movi¨¦ndose ya a paso de tortuga.

?Qu¨¦ har¨¢ durante el viaje?

Desplegarse. Lo primero ser¨¢ abrir su panel de c¨¦lulas fotoel¨¦ctricas para disponer de suficiente energ¨ªa y la antena de comunicaciones con la Tierra. A los dos d¨ªas de vuelo empezar¨¢ la secuencia de apertura y tensionado del parasol, que le llevar¨¢ toda una semana.

A partir del d¨¦cimo d¨ªa empezar¨¢ a expandirse el sistema ¨®ptico. Primero, el tr¨ªpode que sostiene el espejo secundario; despu¨¦s, las dos ¡°alas¡± laterales con lo que los 18 espejos individuales completar¨¢n el reflector principal con sus espectaculares 6¡ä5 metros de di¨¢metro.

El resto del mes hasta llegar a L2, telescopio y equipos ir¨¢n enfri¨¢ndose poco a poco en busca de su temperatura de trabajo. Pero eso a¨²n llevar¨¢ semanas. Solo cuando est¨¦n realmente fr¨ªos podr¨¢ empezar su calibraci¨®n y ajuste.

?Por qu¨¦ sus espejos parecen dorados?

Porque son de oro. Cada uno es un hex¨¢gono de berilio recubierto de una fin¨ªsima capa de ese metal, el mejor reflector (98%) para la radiaci¨®n infrarroja. Se trata de no desperdiciar ni un fot¨®n que llegue al espejo tras haber viajado por el espacio durante casi la vida del Universo. Y, como dicen sus dise?adores, adem¨¢s as¨ª queda m¨¢s bonito.

El revestimiento forma una l¨¢mina uniforme de solo 700 ¨¢tomos de espesor. En total, todo el espejo utiliza algo menos de 50 gramos de oro. A la cotizaci¨®n actual, unos 3.000 euros. Naturalmente, el proceso de aplicarlo sobre el berilio result¨® much¨ªsimo m¨¢s caro.

?Por qu¨¦ espejos de berilio?

Es un metal muy ligero, puede mecanizarse en estructuras r¨ªgidas y se dilata poco ante los cambios de temperatura. Aun as¨ª, como tendr¨¢ que trabajar por debajo de los 200??C, una vez en ¨®rbita sufrir¨¢ apreciables contracciones t¨¦rmicas. Al fabricarlo ha habido que tener en cuenta ese factor y darle una forma deliberadamente err¨®nea para que una vez enfriado presente la curvatura adecuada.

?Cu¨¢ndo veremos las primeras im¨¢genes?

No antes de cinco o seis meses. Eso es lo que tardar¨¢ el telescopio en enfriarse hasta su temperatura de r¨¦gimen y, luego, superar el delicado proceso de calibraci¨®n. No solo en su espejo sino tambi¨¦n en los cuatro instrumentos principales que recoger¨¢n y analizar¨¢n la luz. Uno de ellos por s¨ª solo, el espectr¨®grafo de infrarrojo pr¨®ximo ser¨¢ capaz de estudiar cien objetos a la vez gracias a una red de otras tantas rejillas microsc¨®picas, del tama?o de un cabello que se abren y cierran individualmente para dejar pasar solo la luz procedente de una u otra fuente. Este equipo¨Duna maravilla de miniaturizaci¨®n¨D es una de las dos contribuciones de la Agencia Europea a la instrumentaci¨®n del James Webb.

?Ser¨¢n parecidas a las fotos que env¨ªa el ¡®Hubble¡¯?

S¨ª, aunque no del todo. Las im¨¢genes en infrarrojo son ligeramente distintas de las que se obtienen con luz visible. Algunas estrellas muy luminosas brillan poco en longitudes de onda m¨¢s largas, y viceversa. En ciertos casos el polvo c¨®smico es m¨¢s transparente y permite ver estrellas en formaci¨®n embebidas en las grandes nubes de gas que suelen ser opacas a la luz normal. Por ejemplo, en infrarrojo la famosa foto de los ¡°pilares de la Creaci¨®n¡± obtenida por el Hubble, ve muy distinta con sus colosales columnas de polvo casi inapreciables.

?Ser¨¢n im¨¢genes en color?

Nuestros ojos no pueden ver el infrarrojo. Adem¨¢s, tanto el Hubble como el Webb producen solo fotos en monocromo, obtenidas a trav¨¦s de diferentes filtros de colores. Las espectaculares im¨¢genes a las que estamos acostumbrados se generan en ordenador, combinando fotograf¨ªas en blanco y negro registradas en diferentes bandas, aplic¨¢ndoles luego una paleta de colores est¨¢ndar que se conoce como la ¡°paleta Hubble¡±

?Podr¨¢ ver Marte con m¨¢s detalle?

Marte no figura entre las prioridades del Webb, quiz¨¢s porque brilla mucho en el infrarrojo. Otros planetas m¨¢s alejados como Urano o Neptuno o la gran mancha roja de J¨²piter son mejores candidatos, siempre que alg¨²n astr¨®nomo lo pida (y lo justifique, claro). El tiempo de observaci¨®n es un bien escaso y est¨¢ muy solicitado. La lista de objetivos preparada para los primeros meses de operaci¨®n se centra m¨¢s en objetos extragal¨¢cticos muy lejanos, o en alguno de los miles de exoplanetas recientemente descubiertos. Por ejemplo, los mundos rocosos del sistema TRAPPIST-1, de tama?o similar a la Tierra y a solo 40 a?os luz de nosotros.

?Cu¨¢l ser¨¢ su vida ¨²til?

El telescopio est¨¢ dise?ado para funcionar como m¨ªnimo cinco a?os y carga combustible que le permita mantener su ¨®rbita durante diez. Ahora bien, si nos guiamos por la experiencia del Hubble, que lleva m¨¢s de 30 en el espacio, es muy probable que el Webb supere la vida ¨²til que se le ha previsto.

?Cu¨¢nto ha costado?

El James Webb probablemente ostente el r¨¦cord de ser el proyecto m¨¢s retrasado y m¨¢s pasado de presupuesto en la historia de la NASA. Tanto que ha estado a punto de cancelaci¨®n m¨¢s de una vez. Su lanzamiento se ha demorado m¨¢s de 14 a?os y la factura asciende a algo m¨¢s de 10.000 millones de d¨®lares (unos 8.828 millones de euros), incluyendo el coste de cinco a?os de operaci¨®n. M¨¢s o menos, veinte veces lo previsto originalmente.

A esas cifras hay que a?adirle 700 millones de euros de la Agencia Espacial Europea, que se van en el lanzador Ariane 5 y los dos instrumentos que ha contribuido al proyecto; y otros 200 millones de d¨®lares (176,5 millones de euros) que corresponden a los equipos aportados por Canad¨¢. Esto sit¨²a al James Web como uno de los proyectos cient¨ªficos m¨¢s caros de la historia, en el mismo orden que el Hubble o el colisionador de hadrones del CERN

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