James Webb: 344 razones por las que falló el despliegue del telescopio espacial

Tomó 30 años de desarrollo y casi $ 9,7 mil millones en inversión. Pero después de años de retrasos (la fecha de lanzamiento inicial se fijó en 2007), Telescopio espacial James Webb (JWST) Finalmente listo. Montado en la parte delantera de un cohete Ariane 5 ECA, debería despegar del Centro Espacial de Guyana (CSG) el 22 de diciembre. Un momento histórico para la NASA, así como para sus socios europeos y canadienses. “Esta es la misión más compleja que pondrá a Kourou el 22 de diciembre en el centro del mundo”, resume casi con calma Pierre Ferot, director científico del telescopio de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Unos días antes del inicio, la presión aumenta necesariamente. Porque los estadounidenses nunca han confiado la liberación de una de sus gemas tecnológicas más valiosas a una potencia extranjera, en este caso la ESA y ArianeGroup. “La elección se tomó en 2003 porque nuestro misil tenía la mayor capacidad de carga disponible: un streamer de 5,4 metros para transportar una máquina de 6,2 toneladas”, define Hervé Gilbert, director técnico de ArianeGroup. Si la decisión se hubiera tomado hoy, sin duda Space X podría haber ganado la apuesta. Pero la opción sigue siendo conveniente porque, además de su gran capacidad, Ariane 5 ha demostrado ser confiable (111 dispararon todas las versiones combinadas, 5 fallas incluidas 3 fallas parciales) y lo suficientemente potente como para impulsar a JWST a su destino final «, Lagrangian Point 2 «, 1,5 1 millón de km de nuestro planeta (frente a 384,400 km de la luna). Sin embargo, el fracaso no es una opción: sería desastroso para toda la industria de la aviación europea.

Diagrama de los cinco puntos lagrangianos, que son órbitas fijas de pequeños objetos.  El punto de Lagrange 2 (L2), ubicado detrás de la Luna, fue elegido porque está más lejos del Sol.  El telescopio James Webb orbitará alrededor de este punto mientras sigue la rotación de la Tierra.

Diagrama de los cinco puntos lagrangianos, que son órbitas fijas de pequeños objetos. El punto de Lagrange 2 (L2), ubicado detrás de la Luna, fue elegido porque está más lejos del Sol. El telescopio James Webb orbitará alrededor de este punto mientras sigue la rotación de la Tierra.

Equipo científico de la NASA / WMAP

“Nos preparamos con un enfoque especial y siempre con el mismo objetivo: lanzar con plena conciencia, es decir, con la certeza de hacer todo lo posible cuando se lleve a cabo el ‘lanzamiento’ final, continúa Herve Gilbert. La misma historia se aplica al Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) que opera la base de Kourou: «El JWST llegó aquí hace dos meses», señala Olivier Bognet, subdirector de Ariane para Agence France-Presse. Bajo el «timbre, no solo en una sala limpia sino también en una carpa designada para evitar que la más mínima suciedad se asiente allí, particularmente en el nivel del espejo principal y en sus instrumentos ”.

READ  Los teléfonos BlackBerry pierden toda la funcionalidad

oferta limitada. 2 meses por 1 euro sin compromiso

La prevención que no impidió un accidente cuando fue necesario montar el telescopio en el sitio: la cinta se soltó y la estructura principal se sacudió, afortunadamente sin consecuencias. Pero la NASA tuvo que realizar una serie de comprobaciones que retrasaron la salida unos días. Pronto, el telescopio llegará a la parte superior del Ariane 5 antes de que se «envuelva» cuidadosamente dentro de la tapa gracias al sistema de guía milimétrica. Finalmente, el conjunto se trasladará a la plataforma de lanzamiento el día anterior al lanzamiento.

Telescopio espacial James Webb, aquí debajo

El Telescopio Espacial James Webb, ubicado aquí bajo la «campana» EPCU-S5, en el centro de lanzamiento en Kourou, Guayana Francesa, el 5 de noviembre de 2021.

Judy Amit / AFP

El despliegue más complejo de la historia espacial

Claramente, el despegue será un momento crucial en la misión. Los ingenieros trabajaron para reducir al máximo las vibraciones en el interior del carenado, y luego en la ventilación: durante el ascenso hay una descompresión inevitable que será accionada por las válvulas para que sea lo más suave posible. Pero sobre todo la secuela es la que promete sudar mucho para los ingenieros. Porque después del despegue, el telescopio, separado del Ariane 5, comenzará «la secuencia de despliegues más compleja jamás realizada durante una sola misión espacial», afirma Anthony Boccaletti, subdirector del Laboratorio de Estudios Espaciales e Instrumentación en Astrofísica (Meudon). Y por una buena razón, el «monstruo» de James Webb, con una envergadura de 22 metros, tuvo que doblarse como un origami gigante para adaptarse al cohete francés. Una vez en el espacio, comenzará el proceso inverso.

“Hay 344 puntos que fallan alrededor del 80% de ellos [275, NDLR] Asociado con el despliegue ”, advirtió Mike Menzel, ingeniero principal de la misión web de la NASA, durante una conferencia de prensa en noviembre. En otras palabras, si uno de estos ‘puntos’ falla, todo el telescopio no podrá funcionar. incluir 144 mecanismos de lanzamiento que deberían funcionar. Todo perfecto. Lo suficiente como para hacer palidecer a cualquier ingeniero espacial «. Cuando comencé mis estudios, en clase nos dijeron que sólo cuando» estábamos diseñando una misión espacial, teníamos que intentarlo. ¡Tenemos mecanismos! Ahí tenemos más de cien ”, señala Olivier Bernier, científico de Astrofísica del Centro Nacional de Investigaciones Científicas y responsable de uno de los programas de ciencias del JWST. El proceso sería tan complicado que los especialistas planearon extenderlo durante 29 días (Vea el video a continuación), que es el tiempo que tarda el JWST en llegar a su destino final, Lagrange Point 2.

READ  El informe dice que habrá uno el próximo mes.

La primera etapa comenzará treinta y un minutos después del lanzamiento, cuando el telescopio despliegue sus paneles solares para alimentarlo. Después de la 1:30, será el turno de la antena para hacer contacto con el suelo. Después de tres días de viaje, comenzará a abrir y separar las cinco capas diferentes del escudo térmico. Este elemento principal enfriará los instrumentos del telescopio, que deben permanecer a – 233 ° C, cuando en el otro lado del escudo está a + 80 ° C, calentado por el sol. Incluso los MIRI más sensibles se beneficiarán de un «enfriador criogénico», un sistema de enfriamiento activo que lo mantiene a -266 ° C. «Es sólo 7 grados centígrados por encima del cero absoluto», insiste Anthony Boccaletti, quien co-diseñó el instrumento. El enfriamiento es un proceso esencial porque el calor emite emisiones infrarrojas. Sin embargo, los instrumentos JWST escanearán con precisión el espacio profundo en el espectro infrarrojo. En otras palabras, el telescopio no se puede sobrecalentar, de lo contrario contaminaría sus observaciones.

Las cinco capas superpuestas del escudo térmico de James Webb.

Las cinco capas superpuestas del escudo térmico de James Webb.

NASA / Goddard / Chris Jenn

“JWST sin escudo térmico es como un ser humano mirando al cielo por la noche, pero bajo una farola”, imagina Pierre Ferrouette para describir el papel esencial de esta vela, del tamaño de una cancha de tenis. «Causó algunos problemas durante las primeras pruebas en la Tierra. A menudo, estas no son partes importantes (detectores, electrónica) sino partes mecánicas que eran difíciles de desarrollar», recuerda Olivier Le Masel, director del programa de cosmología en el Centro Nacional de Estudios Espaciales. .

«Sin riesgo, no hay ciencia»

La saga de la tecnología no se detiene ahí, ya que JWST aún no ha publicado sus dos espejos. La luz más grande reflejará la luz de regreso a la segunda, que a su vez la reflejará de regreso al centro del espejo principal. ‘El primario, el más grande, publicará sus 18 secciones independientes entre sí, aunque fijadas a la misma estructura, detallando a Anthony Boccaletti. Sobre él, el espejo secundario, sostenido por tres brazos, estará perfectamente alineado para reflejar la luz ¡Correcto al sistema óptico y los instrumentos! Ningún telescopio espacial tiene un espejo segmentado, a menos que los militares ya lo hayan hecho, pero en astrofísica, en ciencias civiles, es un gran paso, ¡es una locura!

READ  Nintendo Switch OLED: ¿Dónde reservar la nueva consola?

Los 18 elementos hexagonales del espejo principal están hechos de berilio y chapados en oro, que refleja bien la luz infrarroja.

Los 18 elementos hexagonales del espejo principal están hechos de berilio y chapados en oro, que refleja bien la luz infrarroja.

NASA / Chris Jenn

Ante tal complejidad, los científicos no pueden ocultar por completo sus preocupaciones, especialmente porque Lagrange Point 2 está demasiado lejos de esperar que los astronautas vengan a solucionarlo, como hicieron con Hubble. Nicole Nesvadpa, investigadora del CNRS en el laboratorio explica: “Estoy necesariamente un poco preocupada, pero también estoy llena de esperanza y, sobre todo, tengo confianza en los ingenieros de la NASA, sabiendo que sabrán controlar todo el despliegue. JL Lagrange, a cargo del programa científico JWST, tiene como objetivo comprender mejor las interacciones entre los agujeros negros supermasivos y las galaxias que los rodean.

Las precauciones de los ingenieros estadounidenses también explican, en parte, los retrasos acumulados: con el descubrimiento de cada nuevo defecto, hicieron planes para eliminarlo. Algunos mecanismos pueden reiniciarse, por ejemplo, enviando un comando digital. El riesgo cero no existe. “Sin cierta audacia, no podríamos practicar la ciencia”, analiza Nicole Nesvadba. Una visión que comparte plenamente su colega Olivier Bernet. “La complejidad de esta misión está relacionada con su ambición científica, que es revolucionar la astrofísica y nuestro conocimiento del universo. Para lograr tal objetivo, debemos asumir una cierta cantidad de riesgos”, dice.

Aplicación Express

Para continuar con el análisis y la decodificación dondequiera que esté

Descargar la aplicación

Descargar la aplicación

E incluso si el despliegue parece haber sido perfecto, solo cinco meses después, JWST hará sus primeras observaciones, momento en el que la NASA realizará una batería de pruebas para garantizar el correcto funcionamiento de los cuatro instrumentos principales: la cámara NIRCam, el generador de imágenes NIRISS, el espectrómetro NIRSpec y el MIRI. Todos mirarán el espacio en el espectro infrarrojo, que es esencial para la exploración espacial, porque en particular permite … ¡retroceder en el tiempo! De hecho, cuanto más luz viaja a través del espacio, cuanto más vieja se vuelve, más roja se vuelve. Gracias a su visión infrarroja, JWST se remontará a -13.5 mil millones de años (Ma), ¡o unos cientos de millones de años después del Big Bang (-13.8 millones de años)! Luego examinará las «edades oscuras» del universo, cuando las estrellas brillaron por primera vez. También podrá examinar los procesos de formación de las primeras estrellas, así como el examen de las primeras galaxias y su relación con los agujeros negros supermasivos que las protegen en su centro. Seguirá observando la Nebulosa de Orión, el «vivero» de estrellas donde cobran vida estrellas similares a nuestro Sol. Finalmente, debería ser capaz de analizar las atmósferas de exoplanetas o incluso, quizás, detectar moléculas de agua o metano que, si no justifican por sí solas la existencia de vida, son necesarias para su aparición. Los primeros resultados deberían publicarse entre finales de junio y principios de julio de 2022 … si todo va bien.


opiniones

crónico

Christoph Donner.Christoph Donner

Diario de un liberal

"El crecimiento, que no ofende a sus críticos, es una medida de la vitalidad y el estado de ánimo de un país."Alan Madeleine.Por Alan Madeleine

crónico

Reflexiones sobre la noticia del escritor Christoph Donner.Por Christoph Donner

Diario de un liberal

"Nubes de ira social se acumulan en el horizonte.  Por eso debemos actuar, por el bien de la pobre Francia que está excluida del trabajo, y por el bien de los pobres trabajadores que ahora están inquietos y asfixiados."Por Alan Madeleine