El telescopio espacial James Webb se presenta en ESAC
27 septiembre 2016
Un centenar de científicos, de cuatro continentes, se han reunido en ESAC para celebrar el primero de tres workshops dedicados al telescopio espacial James Webb (JWST), la misión que debe suceder al Hubble en su estudio del Universo. Aunque JWST operará en un rango de longitudes de onda diferente, y se situará en un entorno muy distinto, desde que el observatorio se puso en marcha ha sido definido como el heredero del Hubble.
Sin embargo, va a llevar un paso más allá las investigaciones desarrolladas por el veterano observatorio espacial. Luis Colina, investigador científico del CSIC y del instrumento MIRI, y Santiago Arribas, profesor de investigación del CSIC y científico del equipo del espectrógrafo NIRSpec, explican que el nivel de ruido, en forma de radiación térmica, de JWST es sensiblemente inferior al que recibe el Hubble habitualmente en su órbita alrededor de la Tierra. “En términos de sensibilidad, James Webb tiene órdenes de magnitud por encima de HST”, en palabras de Santiago Arribas, que destaca que la ubicación del instrumento, en el punto de Lagrange L2, garantiza un entorno muy estable, que permite obtener medidas muy precisas.
Así es el telescopio James Webb
Luis Colina, Macarena García, Santiago Arriba, Pierre Ferruit y Marco Sirianni, miembros de la misión JWST
El telescopio espacial James Webb es un proyecto conjunto de la NASA, CSA (la agencia espacial canadiense) y la ESA, que aporta el segmento de lanzamiento (un Ariane 5), los instrumentos MIRI (al 50% con la NASA) y NIRSpec y quince personas que trabajarán en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI), en Baltimore. Una de esas personas, Macarena García, es científica del instrumento MIRI y señala que, actualmente, “en NASA Goddard se han integrado ya el espejo y la estructura de los instrumentos”, y que en la primavera del año que viene, todo ese conjunto se someterá a pruebas en cámaras de vacío. El lanzamiento del JSWT, desde Kourou (Guayana Francesa), está previsto para 2018.
Una vez en órbita, será el telescopio astronómico más grande lanzado al espacio, con un espejo primario de 6,5 metros de diámetro y unas dimensiones de su escudo térmico, una vez desplegado, similares a las de una cancha de tenis. El espejo está formado por 18 segmentos y el escudo térmico, que debe proteger el telescopio de la radiación solar, está compuesto por cinco membranas de Kapton, un polímero del que se ha desarrollado una versión avanzada especial para JWST y que es especialista en diseminar la temperatura hacia el exterior. Entre la capa más externa, y más próxima al Sol, y la más interna, y cercana al espejo primario, habrá un salto de 84º a -230º C, que es la temperatura necesaria para que los instrumentos de infrarrojo puedan operar.
Porque James Webb observará en infrarrojo cercano y medio, un rango de longitudes de onda en las que el Hubble no podía observar por el entorno de radiación de su órbita. Dice rango, de hecho, empieza donde termina el del Hubble. De esa manera, podrá estudiar la formación de las galaxias, atravesar el polvo de las nubes de formación estelar para observar los procesos que tienen lugar en su interior y hasta estudiar nuevos planetas extrapolares. Santiago Arribas explica que “James Webb está optimizado en el rango de longitudes de onda de las moléculas de agua”, lo que le permitirá detectar las líneas espectrales emitidas por ese elemento tanto en exoplanetas como en objetos de nuestro Sistema Solar.
¿Qué aporta la ESA?
Ariane 5
El telescopio espacial James Webb es una misión de cooperación internacional y, en ese aspecto, la contribución de la ESA a su aspecto científico es destacable. Aporta un instrumento de financiación europea, NIRSpec, un espectrógrafo muy flexible, formado por muchos microshuttles que pueden abrirse y cerrarse individualmente. De ese modo, permitirá tanto la observación de más de un centenar de objetos a la vez, como estudios muy detallados de un único objeto, obteniendo muchos espectros suyos al mismo tiempo.
El otro instrumento científico en el que ha contribuido la ESA es MIRI, un detector de infrarrojo medio que dispone de cuatro modos de observación. Entre ellos, tiene un coronógrafo que facilita la detección de planetas extrasolares muy cercanos a su estrella, y la caracterización de exoplanetas ya conocidos anteriormente. Además, MIRI permitirá observar los discos protoplanetarios, los discos de material alrededor de las estrellas jóvenes, antes de que empiecen a formarse en ellos los planetas.
Los telescopios espaciales James Webb y Hubble coincidirán en operación durante unos años, antes del previsible fin de misión del segundo en 2021, aproximadamente. Después, JWST asumirá el estudio de los primeros momentos de vida del Universo, cuando tenía una edad del 10% de la actual, y se espera que ofrezca respuestas a preguntas que los científicos ni siquiera se han planteado todavía.
Spain
ESAC celebra el final de la misión Rosetta
1 octubre 2016
“Bien hecho, Rosetta; bien hecho, Philae”. Con estas palabras, Jan Wörner, director general de la ESA, despedía la misión de la agencia que ha estado dos años orbitando y estudiando el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Después del paso por el perihelio (el punto más próximo al Sol de su órbita) en agosto, Rosetta cada vez se alejaba más del Sol, perdiendo potencia y haciendo más difícil también su comunicación con la Tierra, por lo que se optó por terminar su misión precipitándola sobre la superficie del cometa, aprovechando para realizar unas últimas mediciones a una distancia sin precedentes hasta ahora.
Miguel Pérez Ayúcar, coordinador del grupo de Operaciones Científicas y Planificación en ESAC, explicó que esa última parte de la vida de Rosetta, el aterrizaje sobre Churyumov-Gerasimenko, se realizó a una velocidad de 90 m/s, similar a la de una persona caminando, y al final de un descenso de 13 horas. “Es más interesante científicamente el impacto porque se puede medir muy de cerca la gravedad del cometa y el gas y el polvo que salen de él”, señaló Pérez Ayúcar. Gran parte de los instrumentos de Rosetta siguieron funcionando para obtener datos de temperatura, campo gravitatorio, densidad del gas en las cercanías de la superficie y las condiciones del plasma, y la cámara OSIRIS tomó fotografías de alta resolución. El objetivo del descenso era la Gran Fosa de Deir El Medina, en la región de Ma’at, en el lóbulo superior del cometa, elegido porque en sus paredes parece haber restos de los materiales con los que se formó el Sistema Solar.
La misión de Rosetta termina, pero: La ciencia continúa
El evento celebrado en ESAC para seguir el final de la misión puso de manifiesto la importancia que han tenido las operaciones científicas y el diseño de trayectorias y órbitas de Rosetta. Las complicadas condiciones del entorno de 67P/Churyumov-Gerasimenko, especialmente conforme su órbita pasaba por el perihelio, por el incremento de actividad de los jets de gas y polvo lanzados desde su superficie, obligaba a corregir constantemente la órbita del satélite. Rosario Lorente, de la interfaz científica de las operaciones, la comparaba con “una especie de spaghetti sin fin que ha trazado a lo largo de los dos años que ha acompañado el cometa”. Cada vez que Rosetta sobrevolaba la zona iluminada del núcleo, se veía sometida a un intenso entorno de gas y polvo que convertían la navegación en una actividad muy peligrosa, pero esa zona iluminada era la preferida por los científicos.
Del mismo modo, los sobrevuelos más cercanos presentaban muchos riesgos pero, en palabras de Lorente, “son muy espectaculares. Al pasar a diferentes ángulos por encima de la superficie, Rosetta la captaba con diferentes iluminaciones”, lo que permitía obtener nuevos datos para caracterizar su composición.
El diseño de las operaciones científicas, como en cualquier otra misión, se preparaba con meses de antelación, y se hacía teniendo en cuenta los requisitos científicos y las restricciones impuestas por la necesidad de que la antena no perdiera la conexión con la Tierra, y que los paneles solares se mantuviera orientados en dirección a la estrella.
Las últimas imágenes de Rosetta
Como explicó Julia Marín-Yaseli de la Parra, ingeniera de operaciones y planificación de Rosetta, “lo primero es diseñar el apuntamiento óptimo para determinadas observaciones en órbitas concretas. Dependen de los instrumentos que vayan a operar”. Cuatro de sus once instrumentos tenían sus propios requisitos de apuntado, y los otros siete tenían que adaptarse a dichos requisitos.
Lo más destacado de Rosetta han sido, por supuesto, los datos científicos que esos once instrumentos, más los de Philae, han obtenido en los más de 680 días que la sonda ha estado acompañando al cometa en su aproximación y posterior alejamiento del Sol. En ese aspecto, y como comentó Rafael Rodrigo, científico del Centro de Astrobiología de los instrumentos OSIRIS y GIADA, la posibilidad de estudiar la diferenciación de la superficie provocada por la actividad del perihelio era uno de los aspectos más interesantes de la misión. La cámara OSIRIS detectó esta diferenciación en, por ejemplo, derrumbes en los acantilados de la región Seth, o en los distintos rasgos superficiales detectados en Imhotep. En las fracturas de esos acantilados se han detectado las principales zonas activas, y también se ha descubierto que los jets de material se producen más como estallidos, lo que representaba también momentos de riesgo para el satélite.
Danny Lennon, jefe de división de misiones en Operaciones de la ESA, abrió el evento agradeciendo a todos los científicos de Rosetta su trabajo de dos décadas en ella, con doce años pasados en el espacio, y resumió la misión señalando que “la respuesta del público ha superado todas nuestras expectativas”. El momento en el que se confirmó el impacto del satélite en la superficie de 67P/Churyumov-Gerasimenko acabó siendo muy emocionante para todos los implicados en la misión, que Lennon describió como de “gran impacto científico”. Los datos de Rosetta servirán para que los científicos puedan conocer mejor cómo eran las condiciones del Sistema Solar en los primeros momentos de su formación.
ESAGuillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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