Todo lo que puede fallar durante el lanzamiento y el despliegue del telescopio espacial James Webb. ACT: Alineación de los espejos completada!

El telescopio espacial Webb, después de años de retrasos, finalmente ha llegado a la plataforma de lanzamiento. Es una ocasión trascendental, pero el observatorio aún debe pasar por un proceso de puesta en servicio complejo y sin precedentes que tardará seis angustiosos meses en completarse. La parte difícil, al parecer, aún está por llegar.

Desarrollado por las agencias espaciales estadounidenses, europeas y canadienses con la ayuda de contratistas privados como Lockheed Martin, Webb ha sido descrito como “el telescopio más complejo y poderoso jamás construido”. Con sus capacidades infrarrojas, Webb buscará estrellas y galaxias antiguas, estudiará la formación de estrellas y exoplanetas, y buscará vida en la Vía Láctea. El telescopio espacial tiene el potencial de transformar literal y figurativamente nuestra visión del cosmos y nuestra comprensión de nuestro lugar en él.

El entusiasmo por esta misión se ve acentuado por el hecho de que se suponía que el Webb iba a lanzarse en 2007, pero un rediseño importante que tiene que ver con su parasol, sobrecostes que casi duplicaron el presupuesto original, obstáculos técnicos, pruebas exhaustivas, problemas con el vehículo de lanzamiento elegido [hace una pausa para recuperar el aliento], la pandemia de covid-19 y los problemas durante el procesamiento en el Centro Espacial de Guayana conspiraron para posponer la fecha de lanzamiento al 25 de diciembre de 2021 (el despegue está programado entre las 12:20 y las 12:52 am UTC el día de Navidad).

El trabajo pesado, por así decirlo, parece haber quedado atrás, pero quedan muchos pasos antes de que el Webb pueda declararse en pleno funcionamiento. No puedo dar cuenta de todo lo que podría salir mal desde ahora hasta entonces, pero puedo repasar algunas etapas clave, e incluso algunos dispositivos tecnológicos que podrían crear problemas durante los próximos seis meses.

Sin embargo, antes de llegar a eso, quiero hablar sobre el cohete Ariane 5 que llevará a Webb al espacio. El cohete de Arianespace es súper fiable, pero un problema técnico previo me está poniendo un poco nervioso ante el próximo lanzamiento. En dos ocasiones distintas en 2020, el cohete Ariane 5 experimentó aceleraciones inesperadas durante la separación de la cofia. Desde entonces, Arianespace ha corregido el problema y todo parece estar bien, pero no me encanta que esto haya sucedido. Me pondrá un poco más nervioso en la mañana de Navidad mientras bebo mi ponche de huevo y veo el lanzamiento.

Si no ocurre un fallo catastrófico del cohete (Dios no lo quiera), el lanzamiento podría producir vibraciones dañinas. Dicho esto, el Webb está diseñado específicamente para tolerar temblores previsibles. En 2016, las pruebas de vibraciones revelaron un problema con los amarres o “mecanismos de restricción de lanzamiento” que sostendrán las alas del espejo del telescopio. Las muchas pruebas acústicas y de vibración realizadas en el instrumento de 6500 kg deberían haber descartado esto, entre otros problemas potenciales, pero no lo sabremos hasta que el Webb finalmente llegue al espacio.

Como explicó en un correo electrónico Alison Nordt, directora de instrumentación y ciencia espacial de Lockheed Martin, Webb no solo tiene que sobrevivir al lanzamiento, sino que también debe sobrevivir a su agresiva introducción en el espacio.

“Por supuesto que estoy muy emocionado por el lanzamiento del JWST, y definitivamente hay mucho en juego”, dijo Nordt. “El entorno espacial, incluido el lanzamiento, presenta muchas diferencias con respecto al suelo: cosas como cargas de lanzamiento (vibración y acústica), vacío (falta de aire), temperaturas extremas (especialmente para Webb que llega a unos -240 ° C) e ingravidez”, que no necesariamente se pueden probar sobre el terreno.


NASA

La secuencia de lanzamiento en sí debería ser un asunto rutinario, con los impulsores laterales del Ariane cayendo unos minutos después del despegue, seguidos por la cofia (el carenado de la carga útil). La etapa inferior del cohete continuará proporcionando el empuje necesario, pero una vez que se acabe el combustible, también tendrá que caer, dejando que la etapa superior se haga cargo del resto. Luego, la nave espacial debe realizar una serie de maniobras de oscilación para evitar que la radiación solar golpee un solo lado del telescopio ahora expuesto. La etapa superior se desechará unos 27 minutos después del lanzamiento, momento en el que Webb será independiente y volará por sí solo.

Los lanzamientos siempre implican un elemento de riesgo, pero en este caso, son las cosas que sucederán a continuación las que podrían crear los mayores problemas. Con más pliegues que una escultura de origami, el telescopio espacial debe abrirse, emitir un bostezo metafórico y desplegar sus muchos componentes.

La nave espacial desplegará sus paneles solares aproximadamente a los 33 minutos de la misión “para que el Webb pueda comenzar a producir electricidad a partir de la luz del sol y dejar de agotar su batería”, escribe la NASA en las preguntas frecuentes del Webb. “Webb establecerá rápidamente su capacidad para orientarse y ‘volar’ en el espacio”. La antena de alta ganancia también se desplegará en este momento, con el fin de “permitir las tasas más altas disponibles de comunicación de datos tan pronto como sea posible”, según la NASA.

El despliegue de los paneles solares será un asunto sensible al tiempo, pero también lo será la primera corrección de trayectoria. A diferencia del Hubble, que funciona en la órbita terrestre baja, Webb operará en el segundo punto de Lagrange, o L2. Este punto óptimo, situado entre la Tierra y el Sol, es muy estable, lo que significa que Webb no tendrá que usar una cantidad excesiva de combustible para mantenerse en posición. L2 se encuentra a 1,5 millones de km de la Tierra, por lo que el Webb tardará un mes completo en llegar allí, tiempo durante el cual la nave necesitará hacer algunas correcciones de rumbo. El primero, conocido como MCC-1a, ocurrirá unas 12,5 horas después de iniciada la misión.

El primer día del Webb en el espacio parece intenso, pero las próximas semanas y meses también implicarán algunos pasos muy importantes, cualquiera de los cuales podría poner en peligro la misión, como explica SpaceNews :

Sin embargo, esos despliegues iniciales se encuentran entre los más críticos y riesgosos. En una sesión informativa de noviembre, Mike Menzel, ingeniero principal de sistemas de misión de JWST en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, dijo que hay 344 posibles fallos de un solo punto en la nave espacial, el 80% de las cuales están asociados con mecanismos de despliegue. “Cuando tienes un mecanismo de liberación, es difícil ponerle redundancia total”, dijo.

El parasol, por ejemplo, incluye 140 mecanismos de liberación, 70 conjuntos de bisagras, ocho motores de despliegue, alrededor de 400 poleas y 90 cables que tienen un total de 400 metros de largo, dijo Krystal Puga, ingeniero de sistemas de naves espaciales JWST en Northrop Grumman, durante esa sesión informativa de noviembre.

El proceso de despliegue del parasol de cinco capas del telescopio comenzará tres días después del lanzamiento. Al ser un telescopio de infrarrojo, Webb necesita este escudo para minimizar la interferencia potencial. El telescopio está diseñado para detectar fuentes de calor, por lo que lo último que necesitan los científicos es captar el calor procedente de sus propios instrumentos. En la semana siguiente al lanzamiento, “las operaciones más críticas serán todos los despliegues de los parasoles y el tensado de las capas”, dijo Nordt a Gizmodo. “El despliegue de los parasoles está causando más discusiones en parte porque fue el sistema más difícil de probar como si volara”. Otras implementaciones, como el despliegue de los radiadores del Webb, se llevarán a cabo al mismo tiempo.

Para la segunda semana, el equipo debería estar terminando los despliegues, incluido el despliegue y el cierre del trípode del espejo secundario, la rotación y el cierre de las dos alas del espejo primario y el desbloqueo de los segmentos del espejo primario. El despliegue completo del telescopio debería completarse alrededor de 13 días después de la misión. Los efectos del parasol deberían comenzar a hacerse evidentes en esta época, causando un enfriamiento rápido de los instrumentos científicos.

“El equipo del Webb ha hecho todo lo posible para probar todo y asegurar el éxito, y sé que todos respiraremos un poco más tranquilos una vez que se completen todas las implementaciones y podamos pasar a las alineaciones”, dijo Nordt.

El final del primer mes implicará una corrección de rumbo final (el día 29) y la inserción de Webb en su órbita L2. Será emocionante cuando los controladores enciendan los cuatro instrumentos científicos del observatorio: la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec), el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) y el sensor de guía fino/generador de imágenes de infrarrojo cercano y el espectrógrafo sin hendidura (FGS-NIRISS).

“Una vez que se completan todas esas implementaciones, el siguiente paso de la puesta en servicio es el que más me entusiasma personalmente: encender la NIRCam para iniciar el meticuloso proceso de alineación de los 18 segmentos de espejos primarios”, dijo Nordt.

Para comenzar este proceso de ajuste fino de los espejos, “126 actuadores extremadamente precisos en la parte trasera de los espejos posicionarán y doblarán o flexionarán sutilmente cada espejo en una prescripción específica, un proceso que llevará meses”, dice la NASA . NIRCam puede detectar distorsiones en la luz entrante con gran precisión, dijo Nordt, y estos datos permitirán al equipo que controla los segmentos individuales del espejo “trasladar, rotar y cambiar su curvatura”. Al final de este proceso de alineación, los 18 segmentos individuales servirán como un único espejo primario. “Como puedes imaginar, esas medidas de NIRCam tienen que ser exactamente correctas para que todo esto funcione”, explicó Nordt.

Estas comprobaciones iniciales de la óptica y las alineaciones del telescopio se llevarán a cabo durante los meses dos al cuatro. Los meses cinco y seis involucran calibraciones finales y la finalización del proceso de puesta en servicio. El Webb realizará observaciones de objetivos representativos para ayudar con las calibraciones, y las primeras demostraciones probarán la capacidad del observatorio para rastrear objetos como asteroides, cometas y lunas. Luego, el equipo preparará un informe preliminar para mostrar las capacidades del telescopio. Solo una vez hecho esto comenzará la fase oficial de operaciones científicas.

El Webb debería permanecer en funcionamiento durante un mínimo de cinco años, pero la expectativa es que funcione durante al menos 10 y posiblemente 12. Durante esos años, el telescopio tendrá que realizar ligeros encendidos de motor para mantenerse en L2, pero el combustible requerido para estos ajustes eventualmente se agotará, después de lo cual el telescopio simplemente navegará a la deriva, terminando la etapa científica de la misión.

Sin una forma viable de reparar el telescopio en caso de que algo salga mal, y con 10 años de avances científicos en juego, estaremos al borde de nuestros asientos en la mañana de Navidad. La próxima década el Webb tendrá mucho trabajo, así como los astrónomos que planean usarlo. Para que todo esto suceda, las estrellas, al parecer, necesitarán estar en perfecta alineación.

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Esperemos que todo vaya bien, pero tengo un mal presentimiento desde hace mucho tiempo, parece una misión maldita.

Hoy es el lanzamiento!

Ojalá explote.

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Que descojone cuando vi esto el otro día en la serie:

:rofl: :rofl:

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De momento todo bien, ahora quedan otros seis meses de sufrimiento.

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Excuse Me What GIF

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En que afecta este telescopio al pueblo gorgonita ?

No creo que vaya a ser peor que cuando lanzaron el Hubble, que lo pusieron en marcha y todas las imágenes salían borrosas.

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En el caso del Webb, si se estropea algo, no podrán arreglarlo, porque va a esta a mas de un millón de kilómetros.

Por eso digo. Sabiendo que no podrán arreglarlo como el Hubble, más les vale que cuando lo enciendan ahí se vea la cara del mismísimo Jesucristo en 4K.

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Con suerte podremos ver al pueblo Gorgonita

@Ren

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como dice @Estress si este se estropea es imposible mandar una nave a arreglarlo estara el punto L2 de Langrage: 1.500.000 km de la Tierra

hay 344 cosas que puede salir mal y mandar la misión a tomar por culo

Aquí podéis ir viendo por dónde va.

Es la típica web con numeritos que van subiendo mientras te los quedas mirando como un gilipó. Como hacíamos cuando bajábamos una peli del emule en los dosmiles.

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Falso, solo necesitamos varios Kerbals y unos cuantos pacoteros para diseñar una misión que lo repare

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Esta animación me enamora.

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De hecho, ni soquiera necesitas eso. El equipo A puede ir andandoz como hizo con los perros esos

El ‘James Webb’ ya es un telescopio tras desplegar sus alas

El James Webb ya es un telescopio, no un paquete de metal, láminas de plástico, pértigas, motores, espejos y electrónica. En las últimas horas extendió por fin sus “alas” de espejos que hasta entonces habían ido plegadas a ambos lados del reflector principal que adquiría así sus seis metros y medio de diámetro. Era el último paso crítico antes de llegar a su destino, en Lagrange 2.

Previamente el Webb había cumplido con una serie de pasos previos: la extensión de su panel solar y antena principal. Luego, el temido despliegue y tensionado del parasol que deberá protegerlo de la luz directa del Sol. Y el jueves, la extensión del “trípode” que sujeta en posición el espejo secundario, siete metros por delante del reflector principal.

La mayor parte de estos movimientos se han realizado a cámara lenta, comprobando minuciosamente cada paso. Solo la extensión del trípode del espejo secundario llevó más de media hora: en ese tiempo, el eje del motor que accionaba una de sus patas pértigas (las otras dos simplemente seguían el movimiento) apenas dio tres cuartos de vuelta, comprobando su posición décima de grado a décima de grado.

Todas estas operaciones se siguen desde el centro de control vigilando la telemetría que llega desde la nave. El Webb no lleva cámaras de video para comprobar si su propio despliegue ha tenido éxito. Pero lo que le falta de vista lo suple con el tacto: centenares de sensores repartidos por todos los mecanismos de a bordo informan del giro de cada motor, el ángulo de cada varilla o el engarce de cada pestillo.

En un momento consideró instalar a bordo cámaras de video, pero la idea fue desechada: el despliegue es tan complicado y tiene tantos puntos críticos que se hubiesen necesitado docenas de cámaras. Su peso y el de las lámparas de iluminación (el espejo e instrumentos asociados están siempre en la sombra) habría restado carga útil y también porque las cámaras hubiesen tenido que conectarse al cuerpo central mediante cables eléctricos y estos desprenden calor. Mínimo, pero los ingenieros no quisieron comprometer la eficacia del parasol introduciendo en él “puntos calientes”.

La NASA ha transmitido en directo todas las fases del despliegue, ilustradas con excelentes imágenes. Pero no son vistas reales sino un modelo animado, generado por ordenador. Eso sí, sus movimientos durante cada etapa de la apertura respondían exactamente las señales de telemetría. Cada vez que algo a bordo se desplegaba o que un pestillo se encajaba, el correspondiente sensor enviaba una señal que, a su vez, se reflejaba en el modelo.

Cada “ala” del reflector sostiene tres de los 18 espejos que componen el reflector principal. Ahora, una vez abiertas, enclavadas en posición y enfriado suficientemente el telescopio empezará el lento proceso de calibración.

A pesar de las estrictas tolerancias de fabricación, nadie espera que el telescopio esté ahora perfectamente ajustado. Las vibraciones del despegue, la apertura de sus muchos mecanismos, las dilataciones y contracciones de la estructura y, sobre todo el ajuste de los segmentos del reflector tendrán que compensarse. De hecho, si el Webb se enfocase ahora a una estrella, probablemente cada espejo individual generaría su propia imagen fuera de alineamiento. Se trata de ajustarlos para que las 18 coincidan en una sola, justo donde están los instrumentos de medición.

Cada uno de los 18 espejos está sujeto a la estructura por cuatro puntos ajustables: tres lo sostienen; el cuarto, en su centro, permite cambiar ligerísimamente su curvatura para que entre todos formen una superficie cóncava ópticamente perfecta. Eso implica ajustes de enorme precisión. Harían falta diez mil pasos individuales de cada uno de sus actuadores para desplazarlo solo el equivalente al grosor de un cabello. De hecho, en modo de ajuste fino, los espejos se mueven más despacio de lo que crece la hierba.

Por supuesto, calibrar perfectamente el espejo es un proceso mucho más complicado de lo que sugiere esta simple explicación. Los ingenieros que cuidan el telescopio tienen a su disposición varias docenas de algoritmos que les permitan ir ajustando uno a uno los 18 espejos. Tardarán semanas. Y lo mismo puede decirse de los cuatro instrumentos de a bordo, que también deben calibrarse. No se espera recibir la primera imagen del Webb por lo menos hasta mayo.

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directo directo, no es; que por la distancia hay un desfase entre que se produce el hito y llega la señal al control de tierra.

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