James Webb, el sucesor del venerable telescopio Hubble

El telescopio espacial James Webb está llamado a ser, en muchos sentidos, el sucesor del telescopio Hubble. Estudiará el cosmos y nos desvelará sus secretos. Analizando aspectos como su historia desde el Big Bang o la formación de planetas. Por mencionar algunos de sus grandes objetivos…

Los cuatro objetivos del telescopio James Webb

El telescopio espacial James Webb se centrará en cuatro grandes áreas: estudiar la primera luz del universo, la formación de galaxias en los inicios del cosmos, el nacimiento de estrellas y sistemas protoplanetarios y también los planetas. También prestará especial atención a los orígenes de la vida. El lanzamiento se realizará a bordo de un cohete Ariane 5 desde la Guyana Francesa. Su destino está a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. En un lugar muy concreto.

Operará desde el punto de Lagrange L2. Un destino muy popular. Allí se han ubicado otros instrumentos como el Telescopio Espacial Herschel o el Observatorio Espacial Planck. Al igual que el telescopio Hubble (que está en la órbita baja de la Tierra), el James Webb también nos traerá imágenes espectaculares de diferentes objetos astronómicos. El telescopio Hubble sigue operativo y en buen estado. Es probable que los dos observatorios funcionen a la vez durante los primeros años.

Pero las cosas no terminan aquí. El telescopio James Webb también estudiará algunos de los exoplanetas descubiertos por el telescopio Kepler. A decir verdad, los cuatro grandes campos de trabajo del telescopio James Webb resultan muy interesantes. Son muy diferentes entre sí, pero comparten un mismo punto. Son campos en los que nuestro conocimiento no deja de avanzar día a día.

Los inicios del universo y las galaxias

En el inicio del universo tenemos dos fases particularmente interesantes. La primera luz y, también la reionización. En aquellas primeras fases, el universo estaba repleto de partículas (como electrones, protones y neutrones). La luz no fue visible hasta que el cosmos se enfrío lo suficiente para permitir que las partículas se combinasen, unos 377.000 años después del Big Bang. También estudiará qué pasó tras las primeras estrellas.

La radiación de aquellos primeros astros fueron lo que desencadenó la época de reionización. Llamada así porque el hidrógeno neutral fue reionizado. Es decir, volvió a tener una carga eléctrica. Se trata de un período que todavía no conocemos demasiado bien. No menos importante es el estudio de las primeras galaxias. Observarlas es una forma de ver cómo se organiza la materia en las escalas más grandes. Algo que nos ayudará a entender cómo ha evolucionado el universo.

Las galaxias espirales y elípticas, que vemos en la actualidad, evolucionaron desde formas diferentes a lo largo de miles de millones de años. Con el telescopio James Webb podremos observar cómo eran aquellas primeras galaxias y cómo fueron evolucionando. Con ello, comprenderemos cómo hemos llegado a la cantidad y variedad de galaxias que podemos observar en la actualidad. También nos permitirá comprender cómo se forman en la actualidad.

Nebulosas y exoplanetas

El telescopio espacial James Webb también va a prestar atención muy especial a las nebulosas. Como quizá sepas, es el lugar de nacimiento de las estrellas. Se forman en el interior de ese gas. El telescopio podrá observar en su interior en el espectro infrarrojo. En la longitud de onda visible solo podemos ver el gas, que nos obstruye la visión del interior. Las estrellas solo se vuelven visibles al camiar al espectro infrarrojo.

Sin esa herramienta, solo podríamos ver esas jóvenes estrellas cuando ya han crecido y su radiación ha expulsado el gas en el que se formaron originalmente. El espectro infrarrojo nos permite verlo también durante su proceso de formación. A esto hay que sumarle el que, seguramente, es uno de los objetivos más interesantes de la astronomía moderna. La búsqueda de la vida en otros mundos. El telescopio James Webb también será una pieza esencial en ese aspecto.

En los últimos años hemos descubierto miles de exoplanetas. En gran parte gracias al telescopio Kepler. Los sensores del telescopio James Webb podrán observar esos exoplanetas con más detalle. En algunos casos puede que sea capaz, incluso, de analizar sus atmósferas. Comprender cómo son, y las condiciones en las que se formaron estos mundos, ayudaría a determinar si algunos de los planetas detectados hasta ahora son habitables o no.

Algunos de los instrumentos del telescopio James Webb

Todos estos objetivos dependen de cuatro instrumentos que utilizará el telescopio James Webb. Por un lado la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) que detectará la luz de estrellas en galaxias cercanas y también en la Vía Láctea. Buscará la luz de las estrellas y galaxias que se formaron en los primeros instantes del cosmos. Además, tendrá un pequeño instrumento con el que tapar la luz de objetos brillantes (como estrellas) para poder ver otros más tenues (como exoplanetas).

El espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) observará 100 objetos a la vez. Buscará las primeras galaxias que se formaron tras el Big Bang. Un espectrógrafo separa la luz de todo el espectro electromagnético. Después, pasa a estudiar los datos recogidos por esa separación. El Instrumento de infrarrojo cercano (MIRI) producirá fotos impresionantes de los objetos celestes distantes.

Este instrumento es, en muchos sentidos, el heredero directo del Hubble en aquello que le resulta más familiar a parte del gran público: la astrofotografía. También permitirá, a los científicos, obtener más detalles físicos de objetos distantes. Podrá detectar galaxias lejanas, cometas tenues, estrellas en proceso de formación e incluso objetos del Cinturón de Kuiper. El último instrumento es, más bien, un dos en uno…

El sensor de orientación y otros aspectos del telescopio James Webb

Es el sensor de orientación fina/cámara de infrarrojo cercano y espectrógrafo sin hendedura (FGS/NIRISS). La parte del sensor se encargará de mantener al telescopio apuntando en la dirección exacta en cada momento. El espectrógrafo y cámara, por su parte, analizará el universo en busca de varias cosas. Por un lado, señales de la primera luz del universo. Por otro, intentará buscar exoplanetas. También los estudiará con el objetivo de acotar lo mejor posible sus características.

A todo esto hay que sumarle un escudo solar que tendrá un tamaño similar al de una pista de tenis. Así como un espejo de 6,5 metros de diámetro (el más grande lanzado al espacio). Ambos se desplegarán una vez el telescopio espacial James Webb haya llegado a su destino. Con todos estos instrumentos, quizá sea más sencillo comprender por qué el telescopio James Webb está recibiendo tanta atención.

Muchos astrónomos están esperando que se produzca su entrada entrada en funcionamiento. De hecho, a pesar de que aún falta tiempo para su lanzamiento, los científicos de todo el mundo ya pueden enviar la lista de primeros objetos que les gustaría analizar con el telescopio. Va a tener mucho trabajo por delante desde que entre en acción. Y, evidentemente, cuanto antes mejor, pero la historia del telescopio James Webb es algo accidentada… (y lo que queda).

El complicado desarrollo del James Webb

Porque es muy probable que uno de los motivos por los que hayas oído hablar del telescopio espacial James Webb es su largo proceso de desarrollo. Tiene un coste estimado de unos 8.500 millones de euros. Su construcción ha afectado a los presupuestos de la NASA en varias ocasiones. Porque todo esto se remonta a hace décadas. En realidad, se estaba trabajando en el sucesor del telescopio Hubble cuando aún se trabajaba en su lanzamiento.

En la década de los 90, la NASA se embarcó en una nueva era de abaratamiento de costes. La idea era utilizar la miniaturización de la electrónica (nuestros dispositivos son cada vez más pequeños y más potentes) con el objetivo de crear instrumentos más rápidos, mejores y más baratos. Todo esto llevó al desarrollo del llamado “Next Generation Space Telescope”. Se trabajó en ese proyecto durante una buena parte de la década de los 2000.

La primera versión de ese telescopio ya indicaba que debería enviarse al punto L2 de Lagrange, con un espejo de 8 metros de apertura. En 2002 recibió el nombre actual: telescopio espacial James Webb. En 2005 se estimó que el proyecto tendría un coste de 4.500 millones de euros, muy alejado de la cifra que manejamos en la actualidad. Todo ello se debió a diferentes aumentos de coste en los años posteriores. En 2010 se determinó que el proyecto sería mucho más caro.

Presupuestos y retrasos en su lanzamiento

En ese estudio, llevado a cabo por un organismo independiente a la NASA, se confirmó que el aumento de coste y los retrasos en su lanzamiento tenían que ver con los presupuestos y la gestión del programa, y no con problemas técnicos. Es decir, el presupuesto era muy bajo. En aquel momento se determinó que, como pronto, el telescopio espacial James Webb no sería lanzado antes de 2015.

Todo esto provocó que la NASA dejase de participar en algunos proyectos con la Agencia Espacial Europea, como sucedió en el caso de la misión ExoMars. En 2011 ya se planteó que el coste sería cercano a esos 8.500 millones de euros que se manejan en la actualidad. Durante un tiempo se temió que el proyecto pudiese ser cancelado por el constante aumento de coste, pero siguió recibiendo financiación del gobierno de EEUU.

En definitiva, el telescopio espacial James Webb es un proyecto colosal que ha afectado a la NASA. Ha obligado a la agencia espacial a retrasar otros proyectos. En 2015, anunciaron que el desarrollo del telescopio estaba cumpliendo con los nuevos plazos para lanzarlo en 2018. Sin embargo, en septiembre de 2017, la agencia norteamericana anunció que el lanzamiento ha sido retrasado hasta 2019 por dificultades en la integración de diferentes elementos del telescopio.

Un lanzamiento que no termina de llegar

Pero las malas noticias no han terminado ahí. Últimamente se venía rumoreando que el lanzamiento podría retrasarse todavía más. Inicialmente, la nueva ventana de lanzamiento estaba prevista entre abril y junio de 2019. Sin embargo, tras nuevos retrasos, se anunció que el lanzamiento finalmente tendrá lugar en marzo de 2021. Aunque no es, ni mucho menos, una garantía de que el lanzamiento se produzca en ese momento. La certeza es inferior al 70%.

Para acabar, solo quiero comentar que el nombre del telescopio no es mera casualidad. James Webb fue el segundo administrador de la NASA. Se encargó de la agencia espacial desde 1961 hasta 1968. Puesto que abandonó tan solo unos meses antes de que llegásemos a la Luna. Aunque su figura está muy relacionada con el programa Apolo, está considerado un líder en la ciencia espacial.

Definió algunos de los objetivos de la agencia, incluyendo el lanzamiento, en algún momento futuro, de un gran telescopio espacial. Y ese telescopio llevará su nombre en su honor. Hay una cosa que está clara. El telescopio espacial James Webb está llamado a ser uno de los instrumentos más importantes de la ciencia en tiempos recientes.

Referencias: NASA