Tecnología

Cinco claves para entender el James Webb: el prodigio de la ingeniería que revela los misterios del cosmos

El James Webb ha comenzado a enviar las primeras imágenes del espacio como uno de los desarrollos tecnológicos más importantes del siglo.

13 julio, 2022 02:55

Izan González @izangc

Era el día de Navidad cuando el telescopio James Webb despegó desde tierras de la Guayana Francesa rumbo al cosmos. De esta forma, se ponía el broche final a un desarrollo —en el que participaron empresas en España— que acumulaba más de una década de retraso y, a su vez, inauguraba una etapa de la exploración espacial que solo acaba de comenzar con la publicación de las primeras imágenes del espacio profundo captadas por sus sensores.

[El telescopio James Webb hace historia: su primera imagen es "un viaje al inicio del universo"]

Poco más de 6 meses después del lanzamiento y habiendo cumplido paso a paso todos los procedimientos de encendido y puesta a punto, la primera imagen científica del telescopio James Webb se acaba de publicar. El encargado de anunciarlo al mundo ha sido el presidente de Estados Unidos Joe Biden, quien señaló la importancia del hito científico y tecnológico de "una nueva forma de ver el universo".

Tal y como explica la NASA, el telescopio ha producido la imagen infrarroja más profunda y nítida del universo lejano hecha hasta la fecha. "Miles de galaxias —incluidos objetos más tenues jamás observados en el infrarrojo— han aparecido por primera vez en la vista captada por el Webb", comentan desde la agencia espacial estadounidense en relación con la primera foto.

El Quinteto de Stephan en una imagen tomada por el James Webb NASA Omicrono

"Esta porción del vasto universo tiene aproximadamente el grano de arena sostenido a la distancia de un brazo extendido por una persona en tierra". Un símil que da una perspectiva de lo que es capaz de hacer.

Qué busca

El objetivo último del James Webb es conocer cómo era el universo cuando "tan solo era un bebé", comentó a EL ESPAÑOL - Omicrono Tomás Belenguer, jefe del departamento de Óptica Espacial del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial), quien ha participado en el desarrollo de parte del equipamiento.

Para ello se ha desplegado en una órbita muy concreta y lleva en su interior una serie de sensores tan avanzados como permitía la tecnología en el momento de su creación. "Observar el origen de las galaxias, ver su interacción en el pasado cuando el universo tenía menos de 200 millones de años, de los 13.800 que se calcula que tiene actualmente".

Por su parte, el administrador de la NASA Bill Nelson declaró que esta imagen "es sólo el primer vistazo. Estamos mirando a 30.000 millones de años atrás y vamos a ir más lejos, hasta casi el inicio del universo. Además, "podremos estudiar las atmósferas de planetas lejanos y ver si son habitables, resolver preguntas que ni siquiera todavía nos hemos planteado".

Dónde está

Unas 300 maniobras orbitales después y gracias a que los científicos son capaces de usar la atracción gravitatoria de los planetas, el Webb se encuentra situado en "un punto muy especial: el L2", según señaló Belenguer. Allí, el telescopio ha encontrado un punto muy estable en el espacio, tanto en el apartado térmico como gravitacional.

"En esa región del espacio, la gravedad es controlada y estable, al colocar una carga útil [el telescopio] en L2 se queda más o menos equilibrada durante mucho tiempo". Ese punto tan especial se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra y está dentro de la cobertura del Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo de Madrid, situado en Robledo de Chavela.

James Webb NASA

Para conocer la posición del James Webb con respecto a la Tierra o al Sol, la NASA publicó poco después del lanzamiento una herramienta muy intuitiva donde se puede ir siguiendo al telescopio. Además, ofrece datos como las temperaturas de la instrumentación y de ambas caras del telescopio —la que encara al Sol y la que no— y una línea cronológica con los últimos acontecimientos.

Cómo funciona

La clave principal del telescopio es que se centra únicamente en el espectro infrarrojo como uno de los más interesantes para la comunidad científica y en los que se puede obtener mayor cantidad de información. Para ello, cuenta con un equipamiento de primer orden con 3 familias de instrumentos y sensores muy diferenciadas.

La primera dedicada a la obtención de datos en el espectro infrarrojo próximo, otra para el intermedio y una más dedicada a que los anteriores instrumentos apunten con precisión al lugar de estudio.

El sistema NIRCAM, de la primera familia, es el encargado de ese espectro infrarrojo próximo. El primero en la detección de la luz del proceso de formación de las primeras estrellas y galaxias, la población de estrellas en las galaxias cercanas, así como estrellas jóvenes en las inmediaciones de la Vía Láctea y el Cinturón de Kuiper.

James Webb con el espejo principal plegado Northrop Grumman

A través de Airbus, la Agencia Espacial Europea (ESA) fue la encargada de diseñar y fabricar el NIRSPEC, un sistema perteneciente a la primera familia de sensores. La rama española de la compañía europea, a través de Airbus Crisa, ha proporcionado la electrónica y el software de control del NIRSPEC y Airbus Madrid-Barajas se ha encargado del cableado criogénico.

La segunda familia de instrumentos está representada por el MIRI, que cuenta con una cámara y un espectrógrafo capaces de registrar galaxias distantes, estrellas recién formadas y cometas débilmente visibles. Este sensor también contó con una participación española esencial a través del INTA.

De quién es

Del diseño, desarrollo y fabricación del James Webb han estado a cargo la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos (NASA), la Agencia Europea del Espacio (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). El programa de colaboración entre las 3 entidades arrancó en 1996 cuando se repartieron las tareas.

La ESA tomó cargo de la construcción de parte de la instrumentación a bordo del telescopio. Además, puso a disposición del consorcio la plataforma de lanzamiento que la agencia europea tiene en la Guayana francesa, el cohete Ariane 5 y envió mano de obra para realizar apoyo durante las operaciones.

Ariane 5 con el James Webb en su interior NASA / Bill Ingalls

Por su parte, la CSA canadiense ha trabajado en la fabricación del sensores y de espectrógrafos que luego han ido a bordo del telescopio espacial y, al igual que la ESA, proporcionó mano de obra.

Por su parte, la NASA es la que ha liderado todo el proyecto y quien ha invertido el grueso de los más de 9.000 millones de dólares que ha costado. El equipo de ingenieros estadounidenses también se ha encargado de la integración de los equipos proporcionados por las otras dos instituciones y de desarrollar algunas de las tecnologías más complejas a bordo del telescopio.

Técnico de la ESA junto a uno de la NASA NASA / Bill Ingalls

La participación de estas agencias y de los países que la componen es una condición para poder acceder a los contenidos generados por el James Webb. De esta forma, cada uno de ellos pueden realizar sus propias investigaciones científicas.

España, según indicó Belenguer, fue el último país en entrar en la participación del James Webb y fue el primero en entregar el dispositivo. "Fue un verdadero reto, en 3 años tuvimos que desarrollar un sistema compatible con el modelo de vuelo, utilizar materiales especiales para la desgasificación... España dio el do de pecho". Gracias a esta participación los científicos españoles tienen acceso a todo el contenido generador por el telescopio.

Cuánto ha costado

Este telescopio es una de las grandes apuestas de la exploración del espacio profundo de la NASA. En un primer momento, la agencia planeaba gastarse aproximadamente 500 millones de dólares en todo el proyecto que también pretende relevar al Hubble, pero los contratiempos que fueron apareciendo dejaron esa cifra muy atrás.

Los problemas en las diferentes fases de diseño y desarrollo han hecho la factura total ascienda a 9.700 millones —casi 20 veces más—, impulsándolo al primer puesto de la lista de telescopios más caros. Tal cantidad de dinero también lo convierte en una de las apuestas científicas más importantes de la NASA de los últimos años cuyos sensores prometen alcanzar los lugares más alejados.