James Webb: los “14 días de terror” del poderoso telescopio espacial que deberá desplegarse en órbita
El sucesor del telescopio Hubble requerirá de una asombrosa sinfonía de bisagras, motores, engranajes, resortes, poleas y cables que deben funcionar a la perfección.
Muchas cosas pueden salir mal, pero los ingenieros confían en que tienen todo cubierto. Crédito: NASA | copyright
A los ingenieros les gusta describir el proceso de aterrizaje de una nave en Marte como los “7 minutos de terror”.
Ese es el tiempo que demora el robot desde que entra a la atmósfera del planeta rojo más rápido que una bala de rifle hasta que frena de pie sobre la superficie. Entre medio, muchas cosas tienen que salir bien para evitar que termine estrellado contra el suelo.
Pero cuando se trata del telescopio espacial James Webb (JWST por sus siglas en inglés), en verdad son como “14 días de terror”.
El observatorio sucesor del poderoso telescopio Hubble fue construido para ver las primeras estrellas que brillan en el universo.
Dado que se trata de objetivos muy distantes y poco brillantes, es necesario un telescopio tan grande que debe doblarse para que quepa dentro de su cohete de lanzamiento.
Luego, una vez en órbita, el James Webb tiene que desplegarse nuevamente para comenzar a tomar fotografías del cosmos.
Esta estructura ha sido descrita como un ejercicio de origami al revés, en el que la delicada figura es del tamaño de una cancha de tenis.
Con 344 “puntos de fallo único”
El despliegue tiene lugar durante un período de dos semanas, inmediatamente después del lanzamiento, previsto para mediados de diciembre.
Implicará una asombrosa sinfonía de bisagras, motores, engranajes, resortes, poleas y cables que deben funcionar por comando y a la perfección.
Hay al menos 344 “puntos de fallo único”, es decir, momentos críticos en la línea de tiempo en los que, si la acción no ocurre en el momento justo, el telescopio de seis toneladas no puede lograr la configuración deseada, socavando fatalmente su misión de US$10.000 millones.
La expansión de las cinco membranas superdelgadas que protegerán la visión del telescopio de la interferencia de la luz solar es particularmente complicada. Apasionante, para ser honesto.
Pero existe una enorme confianza en los ingenieros liderados por la agencia espacial estadounidense (NASA) y el fabricante aeroespacial Northrop Grumman (NG). Y eso es porque lo han probado y ensayado todo una y otra y otra vez.
“El parasol es como el paracaídas de un paracaidista: debe doblarse perfectamente para que se despliegue perfectamente sin engancharse ni enredarse”, explica la ingeniera de sistemas de NG, Krystal Puga.
“Para perfeccionar la secuencia, realizamos múltiples pruebas de despliegue durante varios años en modelos más pequeños y de tamaño completo. Practicamos no solo el despliegue, sino también el proceso de almacenamiento. Esto nos da la confianza de que Webb se desplegará con éxito“.
Paso a paso
El drama del Webb comienza casi tan pronto como sale de la parte superior del cohete europeo Ariane.
Primero, debe salir el panel solar. Sin energía no hay misión.
Luego es el turno de la antena direccional, la cual permite las comunicaciones bidireccionales con la Tierra. Sin comunicaciones no hay comandos.
Pero todo eso es fácil en comparación con lo que viene a continuación.
- Día 3 – Dos estructuras que sostienen las membranas del parasol se abren hacia afuera. El eje largo tiene 21 metros de longitud.
- Día 5 – El sistema de parasol se expande para adoptar una forma de diamante de poco más de 14 metros de ancho.
- Día 6 – Las cinco capas del parasol se separan. Su rol será ayudar a enfriar el telescopio y a darle sombra.
- Día 11 – El Webb es un telescopio reflector con un espejo secundario cuyos brazos deben encajar en su lugar.
- Día 13 – El espejo primario, construido para medir 6,5 metros de ancho, extiende uno de los lados que había sido plegado para el lanzamiento.
- Día 14 – La otra ala del espejo sale. El James Webb ha completado su secuencia de origami.
“Cuando comencé en este negocio hace unos 40 años, recuerdo que una de las primeras lecciones que me enseñaron fue evitar despliegues en órbita“, dice Mike Menzel, ingeniero de sistemas líder del proyecto en esta misión de la NASA.
“James Webb no puede evitar los despliegues. De hecho, el James Webb tiene que realizar algunas de las secuencias de despliegue más complejas que jamás se hayan intentado y que conllevan muchos desafíos”.
¿Y si algo sale mal?
No hay cámaras que muestren lo que ocurre cuando los mecanismos están haciendo sus respectivas tareas.
Esta decisión en parte se basa en que de todos modos no serían de mucha utilidad en la sombra oscura que proyecta el parasol.
Por lo tanto, los equipos dependerán de la retroalimentación de los sensores y, si surge algún problema, trabajarán en sus “árboles de fallas” hasta que se encuentre una solución.
Llegado el caso, es posible incluso sacudir un poco al telescopio para liberar un mecanismo que podría haberse atascado.
“Podemos, por ejemplo, mover el observatorio de un lado a otro”, explica Alphonso Stewart, líder de sistemas de implementación del Webb de la NASA, a la BBC.
“En términos de giro, básicamente podemos voltear al observatorio sobre cualquier eje dado. Y podemos orientar el observatorio de tal manera que el sol caliente ciertas áreas, si consideramos que eso es necesario”, agrega.
Está previsto que el Webb entre en servicio unos 180 días después del lanzamiento, un período de tiempo que incluye el ajuste del rendimiento de los espejos e instrumentos del telescopio.
Pero los ingenieros no apresurarán sus tareas, especialmente si se encuentran con un obstáculo.
“He sido el gerente de proyectos del Webb durante casi 11 años y este equipo no se rinde“, afirma Bill Ochs.
“Entonces, ¿no hablamos de qué hacemos si fallamos? Hablamos de cómo corregimos los problemas que vemos en órbita y cómo avanzamos desde allí”.
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