Telescopio espacial James Webb: Mirando hacia atrás en el tiempo para capturar la primera luz estelar de la creación – 60 minutos

El 22 de diciembre puede ser conocido como el día en que cambió el universo. Ese miércoles, la NASA espera lanzar el telescopio espacial James Webb, el instrumento volador más grande y caro de la historia. Cien veces más poderoso que el telescopio Hubble de 31 años, Webb puede ver el pasado en el tiempo hasta el momento de «luz», ese momento en el que el universo frío y oscuro resplandeció en las estrellas.

Scott Bailey: Vaya. Bueno, en cierto modo, esto es mucho más grande de lo que podría haber imaginado.

AMY LO: Es genial.

Hace un año, estuvimos entre los últimos humanos en ver un telescopio con tanta frecuencia como aparecería en el espacio. Después de nuestra visita, fue empacado en un viaje de un millón de millas, lejos de la luna, para permanecer para siempre en las garras del sol.

Scott Bailey: ¿Cuánto dura la carrera?

AMY LO: Está diseñado para cinco años y medio con una meta de diez años. Esto significa que llevamos suficientes cosas allí para que duren diez años.

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Telescopio espacial James Webb

Amy Lou es una ingeniera de sistemas que nos llevó a la sala limpia de Northrop Grumman en Redondo Beach, California.

AMY LO: Tuvimos que inventarlo, diseñarlo, construirlo y armarlo.

En la parte inferior de la nave espacial, este sudario plateado es un dosel del tamaño de una cancha de tenis para proteger a Webb del sol. Arriba, hay 21 pies de espejos chapados en oro, seis veces más grandes que el espejo Hubble, para capturar la primera luz estelar de la creación.

Scott Bailey: Hay 18 de estos espejos hexagonales. Pero cuando los doblas, ¿todos funcionan en el baile de graduación como un espejo?

AMY LO: Eso es correcto. Las 18 imágenes conformarán una imagen muy sólida y hermosa.

Esta imagen será invisible para el ojo humano. Como una cámara de visión nocturna, Webb está diseñada para ver calor (luz infrarroja) porque esa es la única firma que queda de las estrellas en el borde del tiempo. Incluso ese brillo sería tan tenue que los espejos tendrían que mirar durante horas para revelar la imagen.

Scott Bailey: ¿Qué tan seguro estás?

AMY LO: Sabes que mi trabajo es preocuparme. Personalmente, me siento seguro de que hemos pensado en todo.

Se necesitaron más de 25 años y $ 10 mil millones para pensar en todo. La ingeniera Amy Lu explicó el desafío.

AMY LO: En mi opinión, el mayor desafío de ingeniería fue construir una visera solar capaz de proteger la óptica, los espejos y el instrumento en Webb. ¿Cómo se construye algo grande pero liviano?

El protector solar mantiene a Webb fresco y oscuro. Cualquier calor infrarrojo del sol o de la Tierra cegaría el telescopio. Las cinco capas hechas de Gossamer Foil no son diferentes de los globos de cumpleaños de mylar.

AMY LO: La capa que mira hacia el sol es la primera capa y la primera capa llega a unos 230 grados Fahrenheit. Entonces, un horno muy caliente, como, si quieres cocinar merengues, o algo así.

Scott Bailey: ¿En el costado del telescopio?

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AMY LOW: En el lado del telescopio, la temperatura es de menos 370 grados Fahrenheit.

Scott Bailey: Hay alrededor de 600 grados de diferencia. Entre un lado del escudo térmico y el otro.

AMY LO: Sí, es asombroso que puedas hacer esto solo con estas capas.

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Amy Lou

La ingeniería es asombrosa, pero la ciencia puede revelar el universo. Desde el principio, el Big Bang, la flecha del tiempo ha volado casi 14 mil millones de años. Webb, puede ver su camino de regreso a los primeros 100 millones: el universo infantil. Amber Straughn es astrofísica en el proyecto.

Amber Straughn: Los telescopios son realmente máquinas del tiempo, literalmente nos permiten ver el pasado. La razón de esto se debe solo a la naturaleza de cómo viaja la luz. La luz del sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra. Por lo tanto, vemos el sol como era hace ocho minutos. Y puedes pensar en avanzar en ese universo.

Scott Bailey: Entonces, cuando caminamos bajo las estrellas y miramos arriba, no vemos las estrellas como son hoy. Los vemos como podrían haber sido hace millones de años.

Paja ámbar: Absolutamente.

Scott Bailey: Porque la luz tardó tanto en llegar al suelo.

Paja ámbar: Sí, absolutamente.

Scott Bailey: ¿Cuánto sabemos sobre el universo?

Amber Straughn: Todo lo que sabemos, todo lo que podemos ver, tú y yo, todo lo que hay en este planeta, los cientos de miles de millones de otras galaxias, todo eso representa solo alrededor del 5% del universo. El resto, el 95% restante, no tenemos ni idea de qué es.

El 95%, lo desconocido, nos rodea en todas partes como un fantasma. Casi todo el universo está formado por lo que los físicos llaman, desesperados, materia oscura y energía oscura. Nunca antes, los científicos han llegado a la conclusión de que deben existir porque son la mejor explicación de cómo se forman y se mueven las galaxias.

Amber Straw: Entonces, sabemos que la materia oscura es una especie de andamio del universo. Es la estructura sobre la que se asientan las galaxias. Y si no hubiera materia oscura, no habría galaxias y nosotros no lo estaríamos.

Scott Bailey: ¿Qué podría revelar el telescopio Webb sobre la materia oscura?

Amber Straughn: Es como si tuviéramos una historia del universo de 14 mil millones de años, pero nos falta el primer capítulo. Webb fue diseñado específicamente para permitirnos ver esas primeras galaxias que se formaron después del Big Bang. Ahora, las galaxias nacen y luego evolucionan y cambian con el tiempo, y de esta manera las galaxias deben depender críticamente de la materia oscura. Webb nos permitirá observar la evolución de las galaxias con más detalle.

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Paja de ámbar

La promesa del descubrimiento protegió a Webb en lo que ya era un viaje traicionero. Se debía lanzar hace 7 años, pero el retraso viene con una máquina ambiciosa. Debido a los sobrecostos, Webb fue derogado, en 2011, por el Comité de Asignaciones de la Cámara de Representantes, pero se salvó en el Senado. Su tocayo es James Webb, el director de la NASA en la década de 1960 que hizo de la ciencia una prioridad absoluta.

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– Scott Bailey: ¿Qué es lo que está en juego, qué hay en ese cohete con Webb?

Bill Ochs: Cuando se habla de lo que está en juego, es realmente una reputación para la NASA asumir un trabajo duro como Webb y tener éxito.

El programa está moderado por Bill Ochs y Greg Robinson. Ochs era ingeniero en Hubble. Robinson supervisó la calidad y el rendimiento en la NASA.

Greg Robinson: Si quiere ser audaz y obtener la ciencia que buscamos, debe hacer la inversión. Y responderá a dos grandes preguntas de astrofísica: ¿De dónde venimos y estamos solos? Esperamos lograr estos resultados.

Scott Bailey: ¿Funcionará la Web?

Greg Robinson: Sí, lo hará. Tengo mucha confianza.

Bill Oaks: Estoy 100% seguro.

Scott Bailey: ¿Por qué 100% seguro?

Bill Ochs: Porque cuando miro las pruebas que hemos tenido a lo largo de los años y el tipo de ingeniería por la que he pasado, uno crea un sentido de confianza de que sabe que esto va a funcionar.

Scott Bailey: ¿Qué es lo que más te preocupa?

Bill Oaks: Tener el telescopio completamente abierto es su preocupación.

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Bill Oaks y Greg Robinson

El observatorio tuvo que plegarse en un cohete Ariane 5 de solo 16 pies de ancho, y hoy está envuelto con tanta fuerza como un capullo de rosa. En vuelo, más de 40 sistemas deben florecer a la perfección. Incluyendo el protector solar nunca antes inventado por Amy Lou.

Scott Bailey: Las cinco capas se doblarán y se mantendrán en su lugar con alfileres. ¿Cuántos pines hay?

AMY LO: Hay 107 de estos dispositivos y las clavijas de liberación de la membrana que sostienen las cinco capas instaladas en este chasis aquí mismo llamado UPS. Total 107.

– Scott Bailey: Y a medida que se desarrolla, ¿cuántos de ellos podrían fallar?

AMY LO: Nada.

Scott Bailey: ¿Nada?

AMY LO: Nada.

Scott Bailey: ¿Nadie?

AMY LO: Nadie.

Scott Bailey: Literalmente, no hay lugar para el error.

AMY LO: Estamos probando y haciendo muchos análisis para asegurarnos de que cada uno de ellos entre en órbita.

$ 10 mil millones viajan en esas uñas. Se puede acceder al telescopio Hubble, que tiene 340 millas de altura, con una llave. Webb a un millón de millas de distancia no se puede arreglar. Bill Ochs nos dijo que si algo se rompe, hay un plan de contingencia.

Bill Ochs: Hemos desarrollado algoritmos, básicamente, lo llamamos luminiscencia, agitamos un poco el telescopio y podemos moverlo hacia adelante y hacia atrás. Si eso no funciona, tenemos otro que llamamos giroscopio, que en realidad puede girar el telescopio en sentido horario o antihorario, para ayudar a sacudir las cosas.

Scott Bailey: Harás lo que hago con el hardware cuando no funcione, lo sacudirás.

Bill Oaks: Sí, sí, haz lo mismo, sí.

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Heidi Hamill

Si se sueltan los 107 pines, los espejos se sincronizan y 10,000 funcionan bien, Webb solo está restringido a unos 10 años de combustible para girar y apuntar. Canadá ha contribuido al sistema de focalización que dirigirá a Webb a maravillas cercanas y lejanas. Más de mil astrónomos de todo el mundo compiten por el tiempo de los telescopios. Heidi Hamill recibió 100 horas.

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Heidi Hamill: Tengo muchas preguntas. Mi enfoque especial son las cosas de nuestro sistema solar.

Hamill nos dijo que la luz está llena de información. Webb puede determinar la química de un lugar analizando sus longitudes de onda de luz.

Heidi Hamill: ¿Cuál es el contenido de agua de la atmósfera de Marte y cómo cambia con el tiempo?

¿Qué impulsa la química en la atmósfera superior de Neptuno? ¿Podemos ver si sale agua de las lunas de Júpiter o Saturno? Hay un número infinito de preguntas que quiero que me respondan.

La astrofísica Natalie Batalha también tiene tiempo en la web. Verás planetas fuera de nuestro sistema solar.

Natalie Batalha: En promedio, cada estrella de la galaxia tiene al menos un planeta. Esto significa que hay más planetas en la galaxia que estrellas. Cientos de miles de millones de planetas.

Y con tantos planetas por ahí, Batalha está seguro de que Webb podría encontrar algunos con química y condiciones de vida.

Natalie Batalha: Sucede que hay un sistema planetario, la estrella tiene siete planetas girando a su alrededor. Y la estrella está a solo 40 años luz de distancia, por lo que es un gran objetivo para estudiar. Tiene tres planetas del tamaño de la Tierra orbitando en lo que yo llamaría la Zona Ricitos de Oro, donde podría existir vida.

Scott Bailey: Ni demasiado caliente ni demasiado frío.

Natalie Batalha: Esa es la idea. Si. Este es también uno de los primeros objetivos que notaremos al usar Webb. Y lo que podremos ver es, ¿hay dióxido de carbono en la atmósfera? ¿Qué son los gases de efecto invernadero? ¿Hay dióxido de carbono con metano porque eso es lo que tiene la tierra? Entonces, al observar estos componentes químicos, podríamos reconstruir algunos de ellos si no es solo un planeta en lo que llamamos la «zona habitable», sino si es un ambiente habitable.

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Natalie batalla

Scott Bailey: Y alguien podría preguntar: «¿Por qué es eso importante?»

Natalie Batalha: El punto final es poner fin a la soledad cósmica. Queremos saber si hay vida ahí fuera.

Scott Bailey: Desde el punto de vista de un investigador, ¿Webb es evolutivo o revolucionario?

Natalie Batalha: Cada vez que pones una nueva tecnología en el espacio, o miras el universo con otros ojos, aprendes algo revolucionario. Algo que ni siquiera esperarías. No sé cuáles serán esas sorpresas, pero la tecnología es revolucionaria. Habrá grandes sorpresas que nos asombrarán.

Webb a la puerta de un cohete de la ESA. Algunos, incluida Amy Lou, pueden contener la respiración mientras se desarrolla en el viaje de un mes a su estación alrededor del sol. Las primeras imágenes, en unos seis meses, se convertirán de infrarrojos invisibles en imágenes apropiadas para titulares. Las probabilidades son, lo que vemos, no lo entenderemos, la definición misma de asombro.

Producida por Aaron Wise. Coproductor, Ian Fleckinger. Analista espacial de CBS News, William Harwood. Asistente de retransmisión Michel Karim. Editado por Michael Mongola.

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