Completada con éxito la actualización del Telescopio Espacial JWST

El Telescopio Espacial James Webb, JWST por sus siglas en inglés, es un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Este observatorio espacial está equipado con un telescopio de 6,5 metros de diámetro y con cuatro instrumentos científicos de vanguardia optimizados para estudiar la banda del infrarrojo. Europa ha dirigido el desarrollo de dos de estos instrumentos. 

Como observatorio de propósito general, el JWST estudiará una gran variedad de temas, desde la detección y el estudio de la evolución de las primeras galaxias del Universo, al proceso de formación de nuevas estrellas y sus sistemas planetarios, o el análisis de los planetas en nuestro Sistema Solar y alrededor de otras estrellas. 

El pasado mes de abril se completó la instalación de sus cuatro instrumentos en el Módulo Integrado de Instrumentos Científicos (ISIM), y a continuación comenzó una rigurosa campaña de ensayos para verificar que el observatorio será capaz de soportar los esfuerzos a los que se tendrá que someter durante el lanzamiento y sus operaciones en el espacio.

El punto álgido de esta campaña fue el ensayo criogénico de los cuatro instrumentos durante 116 días seguidos, una prueba que superó con éxito el verano pasado. 

Al finalizar la campaña, se dedicaron varios meses a reemplazar algunos componentes de los instrumentos que ya se sabía que necesitarían ser actualizados antes de pasar a la siguiente fase del programa. 

Uno de los instrumentos actualizados fue ‘NIRSpec’, el espectrógrafo multiobjeto para el infrarrojo cercano, desarrollado en Europa. NIRSpec separará los componentes de la luz infrarroja emitida por las estrellas y las galaxias para analizar su espectro, permitiéndonos estudiar su composición química, edad y distancia. 

La primera generación de detectores de gran sensibilidad para el infrarrojo cercano instalada en el JWST tenía un problema que provocaría una degradación progresiva de sus prestaciones. Los tres instrumentos del telescopio que trabajarán en esta banda de frecuencia han recibido nuevos detectores que no presentan este inconveniente.

“Es fundamental contar con unos detectores excelentes para alcanzar el nivel de prestaciones necesario para estudiar las estrellas y las galaxias extremadamente remotas y tenues que se formaron cuando el Universo todavía era muy joven. Estos nuevos detectores permitirán que NIRSpec y JWST logren sus objetivos”, explica Pierre Ferruit, científico del proyecto JWST para la ESA. 

Otro componente fundamental de NIRSpec son sus matrices de micro obturadores, una nueva tecnología desarrollada por la NASA para el JWST. 

Una de las características específicas y más innovadoras de NIRSpec es su capacidad para analizar de forma simultánea la luz procedente de más de 100 objetos astronómicos diferentes. Esto es posible gracias a cuatro matrices que juntas suman casi un cuarto de millón de obturadores independientes. 

El instrumento estará equipado con una lista de objetivos de interés, que le permitirá controlar de forma independiente la apertura y el cierre de cada uno de los obturadores. La luz de cada cuerpo celeste pasará a través de los obturadores abiertos antes de entrar en la siguiente etapa del instrumento, donde se descompondrá en sus componentes para generar un espectro que se proyectará sobre los detectores para ser digitalizado.

En el año 2012 se realizaron unos ensayos para simular el entorno acústico que tendrá que soportar el instrumento durante el lanzamiento, y se descubrió que varios miles de micro obturadores se habían quedado atascados. 

Una minuciosa investigación realizada con el modelo de ingeniería de NIRSpec, que se sometió a nuevos ensayos en las instalaciones acústicas de la NASA, desveló el origen del problema. Estos resultados permitieron mejorar el diseño de las matrices de micro obturadores y construir nuevas unidades. 

Las prestaciones del nuevo conjunto de micro obturadores superan a las del sistema original en muchos aspectos. La delicada operación de reemplazo se completó con éxito el mes pasado.

“Era necesario abrir la cubierta exterior del instrumento, y por lo tanto teníamos que seguir un protocolo de limpieza muy estricto para evitar cualquier tipo de contaminación”, explica Maurice te Plate, responsable de la integración y de los ensayos de JWST para la ESA. 

“Los micro obturadores se pueden quedar atascados y no volver a cerrar si ciertos materiales, como las minúsculas fibras de poliéster, entran en contacto con la matriz”. 

“Acabamos de realizar las últimas pruebas y estamos listos para volver a instalar NIRSpec en el módulo de instrumentos”. 

“NIRSpec ya está en configuración de vuelo”, añade Peter Jensen, responsable del proyecto JWST para la ESA. “Acabamos de completar el trabajo que comenzamos hace 11 años. No ha sido nada fácil, pero gracias a la destreza, la persistencia y la dedicación de todo el equipo, lo hemos logrado”. 

A lo largo de este año se reanudarán los ensayos ambientales del módulo y sus instrumentos para reproducir las condiciones que tendrán que soportar durante el lanzamiento y en el espacio. A continuación se integrarán con el resto del telescopio, y el sistema completo se someterá a una nueva prueba criogénica en preparación para su lanzamiento a bordo de un Ariane 5 que partirá desde el Puerto Espacial Europeo en Kourou, Guayana Francesa.

Nota a los Editores 

En el siguiente enlace pueden consultar un informe detallado sobre la campaña de ensayos de JWST. 

En el siguiente enlace pueden consultar un informe detallado sobre la actualización de NIRSpec.

El Telescopio Espacial JWST 

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es un observatorio de propósito general equipado con un telescopio de 6,5 metros de diámetro optimizado para la banda del infrarrojo, y con cuatro instrumentos científicos capaces de abordar las grandes cuestiones de la astronomía. El objetivo principal de su misión es estudiar la primera luz del Universo – la emitida por los objetos que se formaron poco después del Big Bang. Entre sus objetivos secundarios destacan el estudio del nacimiento de las estrellas y la evolución de las galaxias, buscar sistemas protoplanetarios, exoplanetas y, en última instancia, el origen de la vida. JWST es un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense. Su lanzamiento está programado para el año 2018 a bordo de un Ariane 5. El Telescopio Espacial James Webb llevará a cabo su misión a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en órbita alrededor del segundo punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, L2.