El pasado 24 de diciembre se lanzaba el telescopio espacial 'James Webb', probablemente la máquina más compleja que ha fabricado el ser humano. Este hito científico y tecnológico será el nuevo 'ojo en el cielo' que nos permitirá ver el nacimiento de las galaxias, remontarnos a 13.500 millones de años hacia atrás en el tiempo y el espacio para poder contemplar los primeros momentos del Universo, justo después del Big Bang. Nos cambiará la visión del Cosmos. El nuevo observatorio, que orbitará a 1,5 millones de kilómetros la Tierra y cuyo escudo tiene las dimensiones de una cancha de tenis, fue lanzado plegado, como una figura de origami. Desde entonces y hasta el pasado sábado pasaron los “14 días de terror”, como los definió la NASA, en los que el equipo de la misión estuvo en vilo, controlando este complejo proceso.
El gijonés Alejandro Rivera, nacionalizado estadounidense, forma parte de ese equipo. Trabaja para el Goddard Space Flight Center de la NASA desde hace 22 años y es el responsable del análisis dinámico de la separación del telescopio del cohete Ariane que lo lo llevó al espacio en Navidad. Rivera admite que, tras nueve años trabajando en este proyecto, su labor en el desarrollo del telescopio 'Webb' ha sido “la mayor satisfacción” de su carrera. A continuación Rivera detalla, a preguntas de La Nueva España, cómo han sido todos estos días de tensión.
La montaña rusa
“La presión que uno tiene cuando un telescopio de 10.000 millones de dólares se puede ir al traste por un error en algo en lo que se ha trabajado es algo difícil de explicar. Estos días han sido una especie de montaña rusa. Cada día teníamos al menos un despliegue y la tensión era tremenda. La razón por la que las estructuras desplegables y los mecanismos de sujeción y separación son tan críticos es que si fallaba alguno la misión entera se acababa. El telescopio tiene 344 ‘puntos únicos de fallo’, componentes que si fallan impedirían que el telescopio funcionase. De estos, nuestro equipo de estructuras desplegables y mecanismos espaciales era responsable de unos 300.
Por ejemplo, el telescopio tiene 178 mecanismos de sujeción y separación y todos tenían que funcionar a la perfección y lo hicieron. Antes de mandar la señal de separación a los mecanismos correspondientes a cada despliegue las pulsaciones te suben, y luego cuando tras unos segundos nos llega de vuelta la telemetría indicando que la separación fue exitosa uno vuelve a respirar aliviado. Luego, unas horas más tarde o al día siguiente, se volvía a repetir el ciclo y así 14 días seguidos trabajando doce horas diarias.
Una coreografía
“La secuencia de despliegues estaba muy planificada y casi se podría decir que coreografiada. El programa que teníamos exigía comenzar el despliegue del parasol tres días después del lanzamiento. Dos paletas a cada lado de la nave espacial se balancearon hacia abajo con el parasol doblado dentro de ellas. Al día siguiente, la torre desplegable elevó el modulo óptico y de instrumentos científicos a una distancia de aproximadamente un metro para proporcionar separación mecánica y térmica con el módulo de control. Un día más tarde, se liberaron las cubiertas que protegen el material del parasol. Hay 107 mecanismos de separación. Todos tuvieron que funcionar a la perfección para poder ejecutar este paso que es realmente crítico.
Un día después se produjo despliegue de dos brazos laterales telescópicos para extender el parasol a sus dimensiones completas. Las cinco capas ‘kapton’ recubiertas de aluminio del parasol se tensaron en su lugar durante los próximos dos días, completando el despliegue del parasol. El propósito del parasol es mantener el modulo óptico y de instrumentos a las temperaturas de operación criogénicas. Después desplegamos la aleta de estabilización que ayuda a contrarrestar el empuje del viento solar.
Luego se produjo el despliegue de la estructura de soporte del espejo secundario. Esta, que tiene forma de trípode, colocó el espejo secundario en la posición adecuada para que refleje la luz recolectada por el espejo principal y la mande a los instrumentos científicos. A los doce días se produjo el despliegue del radiador ‘ADIR’ cuyo objetivo es proporcionar enfriamiento pasivo al módulo de instrumentos científicos mediante radiación al espacio. Finalmente, en los dos últimos días las dos ‘alas’ del espejo primario se desplegaron para dar al espejo su forma final y completar los despliegues del telescopio”.
El momento más delicado
“El despliegue y tensionado del parasol fue sin lugar a dudas el momento más delicado. Muchísimas cosas pudieron ir mal: 107 mecanismos de sujeción y separación, 8 motores de tensionado, unas 400 poleas, 90 cables con una longitud total de 400 metros tuvieron que funcionar con gran precisión”.
Las primeras imágenes: mirando la primera luz
“Unos 33 días después del lanzamiento, el telescopio se encenderá y pondrá en operación el ‘fine guidance sensor’, luego NIRCam y NIRSpec (todos los instrumentos de detección). La primera imagen de NIRCam será de un campo de estrellas para asegurarse de que la luz pasa a través del telescopio hacia los instrumentos. Dado que los segmentos del espejo primario aún no estarán alineados, la imagen estará desenfocada. 44 días después del lanzamiento comenzará el proceso de ajuste de los segmentos del espejo primario, identificando primero cada segmento del espejo con su imagen de una estrella en la cámara. También se enfocará el espejo secundario. De 60 a 90 días después del lanzamiento se alinearán los segmentos del espejo primario para que puedan trabajar juntos como una sola superficie óptica.
También se encenderá y pondrá en operación el instrumento MIRI. Al final del tercer mes podremos tomar las primeras imágenes con calidad científica. También en este momento, ‘Webb’ completará su órbita inicial alrededor del punto de Lagrange L2 ( a un millón y medio de kilómetros de la Tierra). Tras otros dos meses más de calibraciones, y a los seis meses desde el lanzamiento, el telescopio ‘Webb’ comenzará su misión científica. Y si todo sale bien, cuando lleguen las primeras imágenes y podamos ver cómo era el universo en su ‘infancia’ pues va a ser un momento realmente especial”.
Una inversión rentable
“El coste del telescopio fue realmente alto. El avance de la ciencia y la tecnología es muy caro pero los beneficios siempre son muy grandes. Durante el desarrollo del telescopio hubo que desarrollar una serie de nuevas tecnologías que en un futuro próximo se van a comercializar: en el campo de estructuras, la espina dorsal del telescopio es capaz de proporcionar una estabilidad térmica sin precedentes pues a -240 grados su deformación es de tan solo 32 nanómetros. Esto era necesario pues se requiere que el telescopio esté esencialmente inmóvil para que los espejos puedan enfocarse y ver el espacio profundo. Además, el espejo principal de 6,5 metros de diámetro es mucho mayor que el del ‘Hubble’ y no era posible hacerlo de una pieza pues sería muy pesado.
Se desarrollaron segmentos hexagonales hechos de berilio. Cada uno se puede controlar con 7 minúsculos motores que permiten ajustar su posición y curvatura para que formen un único espejo con un error diez mil veces menor que el grosor de un cabello. Estas tecnologías luego se comercializan y traen grandes beneficios para nuestra calidad de vida. Por ejemplo, el trabajo realizado en la óptica del telescopio dio como resultado una tecnología derivada para el diagnóstico de afecciones oculares y el mapeo preciso del ojo. Por cada dólar que se invierte en el programa espacial la economía de los EEUU acaba recibiendo unos diez a cambio gracias a la comercialización de las tecnologías desarrolladas”.
