Pols d'estels

El bloc d'Enric Marco

El telescopi espacial James Webb s’enlaira

Finalment el nou Telescopi Espacial James Webb s’ha enlairat sense problemes des de la base espacial europea de Kourou a la Guaiana francesa. El telescopi espectacular de 6,5 metres de diàmetre que ha de revolucionar l’astronomia del segle XXI marxa ara cap a la seua destinació al punt L2, situat a uns 1 500 000 km de la Terra.

El camí per al disseny i construcció d’aquest telescopi ha estat llarg i atzarós. Es començà a pensar l’any 1989, fins i tot abans de l’enlairament del telescopi espacial Hubble el 1990. Amb un pressupost inicial de 500 milions de dòlars i un llançament previst per al 2007, les dificultats de la realització del projecte inicial amb moltíssimes innovacions tecnològiques, feren necessari augmentar el pressupost a 1000, després a 2000, a 5000 milions i retardar la posada en l’espai de la missió. Fins i tot va patir una possible cancel·lació per part del Congrés dels EEUU. Amb l’arribada de la col·laboració de l’Agència Espacial del Canadà i de l’Agència Espacial Europea (ESA) es va poder sortejar el tràngol financer i poder arribar finalment al dia d’avui en que hem pogut veure partir la nau Ariane 5 amb un preciós contingut en la punta. Així i tot, la missió global ha costat quasi 11000 milions de dòlars, dels quals el 15% han estat finançats per l’ESA.

El telescopi James Webb dins del coet Arianne 5. Arianespace/ESA/NASA

Però, què fa aquest telescopi tan especial?  És un observatori espacial dissenyat per observar les primers objectes que es formaren al Cosmos. Per això, ha de penetrar ben profundament en l’espai-temps i, donada l’expansió de l’Univers, com aquestes estrelles i galàxies primigènies estan corregudes cap al roig, la millor manera de detectar-les és veure-les amb l’ús de detectors d’infraroig. A més a més el nou telescopi podrà esbrinar les propietats de les atmosferes dels exoplanetes i, potser, descobrir-hi signes de vida.

The sunshield protects the telescope from external sources of light and heat (like the Sun, Earth, and Moon). NASA.

El telescopi espacial James Webb consta d’un espill de 6,5 metres de diàmetre. Donat que no hi cap llançador en el que càpia sencer, s’ha d’hagut de construir en peces, amb 18 espills independents, que s’han llençat plegats i com un origami es desplegaran a l’espai, en una llarga maniobra que durarà dies, per formar l’espill global final. Un centenar de sensors darrere dels espills faran que la forma i l’enfocament siga els correctes durant tota la vida útil del telescopi. A més a més, el telescopi està protegit de la radiació solar per 5 capes de material aïllant que també ha de viatjar plegat. Tots aquest conjunt, espills i protectors solars, plegats han estat llançats aquest matí dins de la còfia d’uns 5 metres d’amplada d’un coet Ariane 5, part de la contribució de l’ESA al projecte. El desplegament d’aquest conjunt d’espills és un dels més grans maldecaps dels enginyers de la NASA i s’ha de fer durant els pròxims 15 dies, mentre el telescopi viatja cap a la seua destinació final.

Com a fets destacables caldria dir que els miralls estan fets de beril·li, un material resistent i lleuger, i recoberts per una finíssima capa de només 700 àtoms d’or que els dona una reflectivitat d’un 98% sobre una estructura composta de grafit-epoxi.

Un telescopi d’infraroig com aquest ha d’estar refrigerat per a que no detecte fotons tèrmics de fons pròpies, com ara els instruments del telescopi mateix, i, a més a d’estar protegit dels calors emesos pel Sol i la Terra. Com que la temperatura d’operació dels instruments serà de 60 K (-213 ºC), és necessari el desplegament protectors solars, cinc immensos para-sols de polímer recobertes d’alumini per protegir-los del calor i la llum del Sol i de la Terra, que farà que la temperatura en el para-sol exterior de 125º es reduesca en el para-sol més intern a només -235 ºC.

El mòdul d’instrumentació del telescopi inclou els següents instruments:

  • Càmera d’infrarojos pròxims o NIRCam – proporcionada per la Universitat d’Arizona
  • Espectrògraf d’infrarojos pròxims, o NIRSpec – proporcionat per l’ESA, amb components proporcionats per la NASA/GSFC.
  • Instrument d’infrarojos mitjans, o MIRI – proporcionat pel Consorci Europeu amb l’Agència Espacial Europea (ESA) i pel Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL)
  • Sensor d’orientació fina/Càmera infraroig pròxim i espectrògraf sense escletxes , o FGS/NIRISS- proporcionat per l’Agència Espacial Canadenca
El telescopi James Webb Space podrà estudiar cada fase de la història còsmica de l’Univers. NASA

Els objectius científics del telescopi James Webb se centraran en l’estudi de:

Univers primerenc

Webb serà una poderosa màquina del temps amb visió infraroja que mirarà enrere durant els 13.500 milions d’anys d’història de l’Univers per veure com les primeres estrelles i galàxies es formaren a partir de la foscor de l’univers primerenc.

Galàxies al llarg del temps

La sensibilitat infraroja sense precedents de Webb ajudarà els astrònoms a comparar les galàxies més primerenques i febles amb les grans espirals i el·líptiques actuals, ajudant-nos a entendre com s’assemblen i evolucionen les galàxies al llarg de milers de milions d’anys.

Cicle de vida de les estrelles

Webb podrà veure dins dels núvols massius de pols opacs als observatoris de llum visible com el telescopi Hubble, on neixen les estrelles i els sistemes planetaris.

Altres mons

Webb ens permetrà conéixer més sobre les atmosferes dels planetes extrasolars i potser fins i tot trobarà els components de la vida en altres llocs de l’univers. A més d’altres sistemes planetaris, Webb també estudiarà objectes dins del nostre propi Sistema Solar.

Desplegament del telescopi durant el seu viatge al punt L2. NASA

El telescopi espacial James Webb se situarà en el punt d’estabilitat gravitatòria L2, a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra. Aquesta situació és ideal per a un observatori que mire en el infraroig, llum de la influència calorífica de la Terra i protegit de la llum i calor del Sol pels para-sols. El problema és que qualsevol problema que tinga el telescopi no podrà ser reparat per astronautes com es va fer amb el telescopi Hubble en quatre ocasions.  Durant  15 dies Webb viatjarà desplegant el telescopi i corregint la trajectòria fins arribar a la seua destinació L2. Després caldrà configurar el telescopi i els instruments. Es preveu que fins a començament de l’estiu del 2022 no es faran les primeres imatges científiques.

Mentrestant Webb va desplegant el telescopi com un origami. Centenars de moviments ben provats posaran finalment a l’abast dels astrònoms el millor instrument que ha construït la humanitat per esbrinar els indrets més llunyans i antics de l’Univers.

Més informació:

James Webb Telescope: Media Kit.

Imatges:

1.- Enlairament del James Webb Telescope amb un Ariane 5 des de Kourou.



Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc està protegit per reCAPTCHA i s’apliquen la política de privadesa i les condicions del servei de Google.

Aquesta entrada s'ha publicat dins de Telescopis i observacions, | s'ha etiquetat en , , per Enric Marco | Deixa un comentari. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent