Próximo telescopio de la NASA

El telescopio espacial James Webb está programado para ser desplegado en 2013, dando a los científicos una mirada más profunda al espacio que el telescopio espacial Hubble existente. Su tarea será recolectar luz infrarroja de objetos de más de 13 mil millones de años, utilizando tecnologías que hasta hace poco no existían.

El espejo primario del nuevo telescopio (abajo) tiene más de seis metros de diámetro, con una superficie siete veces mayor que la del Hubble. El tamaño del espejo permitirá que el telescopio recoja más luz más rápidamente que los telescopios anteriores y logre una mejor resolución. Es extremadamente liviano, con superficies ópticas muy precisas, dice John Decker, subdirector asociado del proyecto en la NASA.

Esta historia fue parte de nuestro número de julio de 2007

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Para manejar un espejo tan enorme, los ingenieros lo han dividido en 18 piezas que se plegarán juntas; se desplegarán mientras el telescopio se dirige a su destino final. Cada segmento está rectificado y pulido según especificaciones ópticas precisas (a continuación). Los ingenieros están tomando precauciones adicionales para evitar que se repita el percance del Hubble, en el que el espejo se rectificó y pulió incorrectamente, lo que provocó que el telescopio produjera imágenes borrosas hasta que una misión de servicio lo ajustó.

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El espejo del telescopio está hecho de berilio, uno de los metales más ligeros que se conocen. En esta página se muestra una vista de cerca del material. El berilio tiene propiedades térmicas excepcionales que le otorgan un rendimiento óptico estable en una amplia gama de temperaturas. También es termoconductor, lo que ayuda a mantener constante la temperatura del espejo.

Los segmentos del espejo se mantendrán en su lugar y estarán respaldados por una placa posterior (abajo) construida por Alliant Techsystems. Esta estructura es crucial porque mantiene firme el espejo; cualquier movimiento no deseado podría distorsionar las imágenes.

Los segmentos del espejo tendrán siete grados de libertad: los científicos podrán inclinarlos, inclinarlos y enfocarlos por separado sin comprometer su capacidad para actuar como un solo dispositivo óptico. El software que controla los segmentos fue desarrollado por la NASA y Ball Aerospace. Para validar su desempeño, los ingenieros de Ball han construido un banco de pruebas ópticas a escala de un sexto (abajo). Los espejos del banco de pruebas son una versión a pequeña escala de los reales.

Un modelo a escala real del telescopio (abajo) se exhibió en Seattle en enero. Tiene más de 24 metros de largo y pesa 12.000 libras.

Para ayudarlo a registrar señales débiles de objetos lejanos, los ingenieros de Raytheon Vision Systems y Teledyne Technologies han construido dos detectores infrarrojos sensibles que registran longitudes de onda del infrarrojo medio y cercano. Los detectores son responsables de convertir los fotones recolectados en electrones, al igual que lo hace una cámara digital, de modo que las imágenes de estrellas y galaxias se puedan registrar electrónicamente. A continuación, un científico del proyecto exhibe el detector de infrarrojo medio en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, donde se está probando.

Para mejorar aún más la capacidad del telescopio para detectar luz tenue, se encuentra un microobturador construido por ingenieros del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Sirve como filtro de luz, lo que permite a los científicos seleccionar el objeto que desean estudiar y bloquear fuentes de luz más cercanas y brillantes. Con la ayuda de este dispositivo, el telescopio puede observar de manera eficiente más de 100 galaxias distantes simultáneamente.

Dado que el telescopio funcionará a temperaturas extremadamente frías (30 a 55 K), no debe generar calor que pueda ahogar la radiación que los científicos están tratando de detectar. Los ingenieros de Northrop Grumman han diseñado un gran protector solar (abajo) para bloquear el calor del Sol y la Tierra. Consiste en cinco capas de Kapton recubierto de silicona para reflejar el calor del Sol de regreso al espacio.

Antes de que el telescopio completo sea enviado al espacio, a un millón de millas de la Tierra, se probará en una cámara de vacío térmico (abajo) en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. La cámara tiene 19,8 metros de diámetro y 36,6 metros de altura. Su puerta sola pesa 40 toneladas.

Hasta ahora, la cámara se ha utilizado principalmente para probar objetos destinados a la órbita terrestre baja, por lo que deberá pasar por una serie de modificaciones antes de que pueda simular las bajas temperaturas que experimentará el telescopio James Webb. Se agregarán nuevos paneles enfriados por helio a los paneles existentes enfriados por nitrógeno líquido, lo que permitirá que la cámara alcance una temperatura de 30 a 35 K. El helio también alejará el calor de los paneles.

El telescopio se introducirá en la cámara mediante una grúa móvil. Llevar la cámara y el telescopio a la temperatura deseada tomará de 30 a 40 días.

Los ingenieros de la NASA planean comenzar a probar el telescopio en 2010.

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