Hace un par de días que fue completado el telescopio espacial James Webb, su construcción tomó unos veinte años en realizarse y se espera que sus contribuciones tan (o más) asombrosas que las que su antecesor, el telescopio espacial Hubble, realizó.
¿Quién fue James Webb?
James Webb fue director de la NASA de 1961 a 1968, mientras se desarrollaba el programa Apolo con la finalidad de llevar al hombre a la Luna. Podría parecer extraño que el nombre de un político sea el elegido para la sonda en vez del nombre de algún científico o explorador, pero de alguna manera el nombre es el adecuado. James Web no sólo fue el director de la NASA durante uno de los proyectos más reconocibles en su historia, sino que su administración sentó las bases del espíritu de aventura de la NASA; no dirigió las miradas a la Luna, las dirigió a lo desconocido del universo.
Se espera que el telescopio sea lanzado en octubre de 2018 usando uno de los cohetes más confiables jamás realizados, el Ariane 5 proporcionado por la Agencia Espacial Europea (ESA). Una vez en el espacio, el cohete dejará libre al telescopio y éste continuará viajando durante un mes hasta encontrarse a un millón y medio kilómetros de la Tierra en Lagrange 2 (L2). Un punto Lagrange es una órbita en la cual tres objetos se encuentran orbitando entre sí y manteniendo la misma distancia entre ellos, el matemático Joseph-Louis Lagrange descubrió que existían 5 de estos "puntos"; para el telescopio Webb, esto implica que se encontrará a la misma distancia de la Tierra y su posición con respecto a ella será la misma durante toda la misión.
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| Los cinco puntos de Lagrange |
Las principales metas de la misión son estudiar los primeros sistemas galácticos, la formación de planetas, nuestro sistema solar y la composición de exoplanetas en busca de indicios de vida. Para lo anterior, el telescopio cuenta con diversos instrumentos (entre cámaras y espectógrafos) que se encargarán de medir en el infrarrojo cercano y medio.
La relevacia que tiene la capacidad del telescopio Webb para estudiar en el espectro infrarrojo es que el espectro infrarrojo es una de las mejores maneras de observar objetos muy distantes; por un lado, estos objetos suelen estar tapados por nubes de polvo que sólo pueden ser traspasadas por la luz infrarroja y, por otro lado, debido a la expansión del universo, los objetos muy distantes parecen alejarse de nosotros, lo que los hace "volverse" rojos.
Otra particular característica de este nuevo telescopio son sus enormes espejos de oro. Para los telescopios, el tamaño de su espejo está directamente relacionado con su sensibilidad, es decir, a mayor tamaño, mayor detalle de la imagen; sin embargo, hacer un espejo de gran tamaño y con la precisión necesaria es extremadamente difícil y más difícil aún lanzarlo al espacio. Para resolver este problema los ingenieros de la NASA decidieron hacer un espejo gigante (de 6.5 metros de diámetro!) formado por 18 espejos hexagonales más pequeños (de 1.3 metros), cada uno pesa 20 kilos y cuentan con pequeños motores que se encargan de alinearlos para enfocar la luz, de esta manera los ingenieros también resuelven el problema del lanzamiento, ya que los espejos pueden doblarse y desplegarse una vez que el telescopio esté en órbita.
En cuanto a la cubierta de oro, se escogió al oro como material para recubrir los espejos porque es un metal que refleja especialmente bien el espectro infrarrojo además de que es un metal que prácticamente no reacciona ni se deteriora. La cantidad de oro en el telescopio es de unos 48.5 gramos repartidos en un área de 25 metros cuadrados pero con un espesor de tan sólo 100 nanómetros (más pequeño que algunos virus), asimismo, la cubierta de oro cuenta a su vez con una cubierta de cristal (SiO2) que la protege de partículas que puedan dañarla. Para lograr una cubierta de oro tan delgada y con tan alta reflectancia, se tuvo que emplear un proceso de recubrimiento llamado recubrimiento cuántico en el cual las piezas hexagonales fueron expuestas a nubes de vapor de oro en una cámara especial que estaba al vacío.
Un video sobre el recubrimiento (sin subtítulos)
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| El infrarrojo cercano y medio así como su longitud de onda medida en micrómetros (1x10^-6 metros) |
La relevacia que tiene la capacidad del telescopio Webb para estudiar en el espectro infrarrojo es que el espectro infrarrojo es una de las mejores maneras de observar objetos muy distantes; por un lado, estos objetos suelen estar tapados por nubes de polvo que sólo pueden ser traspasadas por la luz infrarroja y, por otro lado, debido a la expansión del universo, los objetos muy distantes parecen alejarse de nosotros, lo que los hace "volverse" rojos.
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| Una comparación entre una imagen de la nebulosa Carina con luz visible y con luz infrarroja |
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| Comparación entre los espejos del Hubble y del Webb |
Éstas son las fases que telescopio espacial Webb tendrá que reallizar para llegar a Lagrange 2 y ponerse en funcionamientio:
El camino que la luz va a tomar cuando llegue al telescopio:
En cuanto a la cubierta de oro, se escogió al oro como material para recubrir los espejos porque es un metal que refleja especialmente bien el espectro infrarrojo además de que es un metal que prácticamente no reacciona ni se deteriora. La cantidad de oro en el telescopio es de unos 48.5 gramos repartidos en un área de 25 metros cuadrados pero con un espesor de tan sólo 100 nanómetros (más pequeño que algunos virus), asimismo, la cubierta de oro cuenta a su vez con una cubierta de cristal (SiO2) que la protege de partículas que puedan dañarla. Para lograr una cubierta de oro tan delgada y con tan alta reflectancia, se tuvo que emplear un proceso de recubrimiento llamado recubrimiento cuántico en el cual las piezas hexagonales fueron expuestas a nubes de vapor de oro en una cámara especial que estaba al vacío.
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| El espejo principal del telescopio Webb |
El telescopio espacial James Webb dará mucho de qué hablar en los próximos años, su misión está íntimamente relacionada con echar luz (en este caso recibirla también) sobre algunos de los cuastionamientos más arraigados en la mentalidad del hombre; la misión atrapará la luz del pasado para resolver algunos misterios sobre nuestro origen y reflejará la luz de otros mundos para cuestionarnos sobre nuestro porvenir, los resultados de la misión tienen el potencial no sólo de cambiar nuestra perspectiva sobre el universo sino de cambiarla sobre nosotros mismos.
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