El telescopio que nos abrirá los ojos a otras luces del Universo

Los humanos estamos ciegos a la mayor parte de la luz en el universo. Incluso en la pequeña porción de luz que percibimos con nuestros ojos, nuestra visión es limitada. Por eso construimos telescopios: máquinas para recolectar la luz, amplificarla y transformarla en señales electrónicas, que son los fósiles con los que reconstruimos la historia del universo, las pistas para entender quiénes somos y de dónde vinimos. Pero esto no es suficiente.

La atmósfera, esa tenue capa de gas que permite nuestra existencia en este planeta, absorbe y dispersa gran cantidad de la luz que no llega desde todos los rincones del universo. Por eso los humanos enviamos nuestros telescopios más allá de la atmósfera. Algunas veces lo hacemos a bordo de aviones, como el observatorio estratosférico SOFIA. Otras veces usamos globos llenos de helio que ascienden hasta altitudes varias veces mayores a las que logra alcanzar un avión. Y en algunas ocasiones, que se pueden contar con una mano en cada generación, los astrónomos alinean sus prioridades y logran convencer a los gobiernos para enviar sus telescopios al espacio a bordo de satélites artificiales.

El más conocido entre los telescopios espaciales es el nombrado en honor a Edwin Hubble, el astrónomo norteamericano que a comienzos del siglo XX allanó la senda para el descubrimiento de la expansión del universo. Las observaciones del telescopio espacial Hubble han engalanado las portadas de periódicos, adornado salones de clases y forjado la imagen de lo que los humanos modernos entendemos como “el universo”. Galaxias como inmensas espirales luminosas, burbujas infladas por la energía liberada por estrellas jóvenes y pilares de gas a punto de engendrar nuevos soles quedaron al alcance de nuestras manos gracias al Hubble. Sin embargo, ninguna imagen resumen tanto sobre nuestro universo como el Hubble eXtreme Deep Field (HXDF). (Lea: El telescopio James Webb encontrará en su antecesor, el Hubble, su mayor aliado)

A partir de 2002 y durante diez años el Hubble apuntó hacia la misma región del firmamento hasta acumular una exposición de 23 días, el HXDF. En esa pequeña porción del cielo, apenas el 0,0032 % de la bóveda celeste, el telescopio espacial encontró 5.500 galaxias, cada una constituida por cientos de millones de estrellas y enormes cantidades de gas. Es una imagen del universo durante los últimos trece mil millones de años, un viaje hacia el pasado por cuenta del tiempo que ha tardado la luz en alcanzarnos. Esa imagen es el equivalente a una caja de fotos en el fondo de un cofre de recuerdos familiares: rostros e instantes que constituyen fragmentos del pasado que nos trajo hasta este momento. Pero en el caso del universo, no hay nadie que nos cuente esa historia, tenemos que reconstruirla nosotros mismos y obtener nuevas pistas va más allá del alcance de las capacidades del Hubble.

Este sábado 25 de diciembre partirá, desde el Puerto Espacial de Kourou, el James Webb Space Telescope (JWST), el más grande y complejo telescopio espacial construido por los humanos, la herramienta más avanzada para reconstruir la historia de la materia en el universo. Cuando los ojos del mundo vean al cohete Ariane 5 ascender sobre los bosques tropicales de la Guyana Francesa, el resultado de 25 años de trabajo y cooperación entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) estarán iniciando el largo camino hacia su lugar de observación: el segundo punto lagrangiano (L2), a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. (Lea: James Webb, un nombre controversial para el Observatorio Espacial más sofisticado)

Para sondear el universo mucho más profundamente que el Hubble, el JWST está dotado de un espejo casi tres veces más grande, una estructura de 18 segmentos de berilio cubiertos de oro que forman una superficie de 6,5 metros de diámetro. No existe un vehículo de lanzamiento que pueda transportar un objeto tan grande fuera del planeta. Por esa razón, el espejo y el escudo térmico del tamaño de una cancha de tenis que lo protege tendrán que plegarse para caber dentro de un cohete y extenderse en el espacio en una maniobra sin precedentes.

Tres minutos después del lanzamiento, el fuselaje del cohete liberará los elementos del telescopio. Tres días después del lanzamiento, el escudo térmico de plástico cubierto de aluminio se desplegará como una sombrilla que permitirá a los instrumentos del telescopio enfriarse hasta alcanzar 223 grados Celsius bajo cero (50 K), lo suficientemente baja para mitigar la interferencia en las observaciones. Nueve días después del lanzamiento, los segmentos del espejo primario se abrirán como una margarita para formar el telescopio, que se completará cinco días más tarde, cuando se extiendan los brazos de fibra de carbono que sostienen el espejo secundario que enfoca la luz en los cuatro instrumentos de observación. Después de casi un mes de viaje, el JWST llegará a su destino, pero pasarán por lo menos seis meses más antes de que veamos la primera de sus observaciones.

Ningún ser humano ha llegado mas allá de la órbita de la Luna. Ningún ser humano se ha alejado mas de unos cientos de kilómetros de la Tierra durante los últimos cincuenta años. Por eso el JWST iniciará su sondeo del firmamento más allá del alcance de cualquier astronauta, un aterrador panorama si se recuerdan las modificaciones en órbita que necesitó el Hubble. Cualquier posibilidad de fallo ha sido mitigada con un extenso programa de pruebas en las enormes cámaras de vacío construidas para las misiones Apolo. (Lea: Comprender planetas fuera de nuestro sistema solar, otra misión del James Webb)

El JWST es un prototipo único e irrepetible. Gran parte del desafío que enfrenta es funcionar como en el laboratorio en un ambiente en el que nunca ha estado. No los veremos en las transmisiones y, si todo sale bien, no sabremos mucho de las innumerables horas que cientos de hombres y mujeres pasarán haciéndose cargo de cada detalle, desde el lanzamiento hasta el momento en que aparezcan los primeros titulares. Son las manos invisibles que hacen posible esta obra monumental que inicia su travesía con más de doce años de retraso, después de exceder su presupuesto en varias ocasiones y acercarse peligrosamente a su cancelación. (Lea: El Telescopio James Webb: inicia la búsqueda de la primera luz)

Cuando el JWST se remonte hacia el espacio y abra sus ojos al universo estaremos viendo una enorme obra del ingenio humano. No está construido en piedra, como las pirámides de Egipto o el Coliseo romano, pero sus dimensiones no son menores. Somos afortunados de vivir en una era de grandes descubrimientos, cuando la ciencia nos da las herramientas para luchar contra una pandemia, buscar nuevas fuentes de energía o construir un telescopio espacial tan poderoso que podría ver desde la Tierra el resplandor de una abeja en la superficie de la Luna. Los humanos estamos ciegos a la mayor parte de la luz en el universo. No vemos las pistas fundamentales que revelan nuestra historia, pero no nos resignamos a ello.

Los humanos estamos ciegos a la mayor parte de la luz en el universo. Incluso en la pequeña porción de luz que percibimos con nuestros ojos, nuestra visión es limitada. Por eso construimos telescopios: máquinas para recolectar la luz, amplificarla y transformarla en señales electrónicas, que son los fósiles con los que reconstruimos la historia del universo, las pistas para entender quiénes somos y de dónde vinimos. Pero esto no es suficiente.

La atmósfera, esa tenue capa de gas que permite nuestra existencia en este planeta, absorbe y dispersa gran cantidad de la luz que no llega desde todos los rincones del universo. Por eso los humanos enviamos nuestros telescopios más allá de la atmósfera. Algunas veces lo hacemos a bordo de aviones, como el observatorio estratosférico SOFIA. Otras veces usamos globos llenos de helio que ascienden hasta altitudes varias veces mayores a las que logra alcanzar un avión. Y en algunas ocasiones, que se pueden contar con una mano en cada generación, los astrónomos alinean sus prioridades y logran convencer a los gobiernos para enviar sus telescopios al espacio a bordo de satélites artificiales.

El más conocido entre los telescopios espaciales es el nombrado en honor a Edwin Hubble, el astrónomo norteamericano que a comienzos del siglo XX allanó la senda para el descubrimiento de la expansión del universo. Las observaciones del telescopio espacial Hubble han engalanado las portadas de periódicos, adornado salones de clases y forjado la imagen de lo que los humanos modernos entendemos como “el universo”. Galaxias como inmensas espirales luminosas, burbujas infladas por la energía liberada por estrellas jóvenes y pilares de gas a punto de engendrar nuevos soles quedaron al alcance de nuestras manos gracias al Hubble. Sin embargo, ninguna imagen resumen tanto sobre nuestro universo como el Hubble eXtreme Deep Field (HXDF). (Lea: El telescopio James Webb encontrará en su antecesor, el Hubble, su mayor aliado)

A partir de 2002 y durante diez años el Hubble apuntó hacia la misma región del firmamento hasta acumular una exposición de 23 días, el HXDF. En esa pequeña porción del cielo, apenas el 0,0032 % de la bóveda celeste, el telescopio espacial encontró 5.500 galaxias, cada una constituida por cientos de millones de estrellas y enormes cantidades de gas. Es una imagen del universo durante los últimos trece mil millones de años, un viaje hacia el pasado por cuenta del tiempo que ha tardado la luz en alcanzarnos. Esa imagen es el equivalente a una caja de fotos en el fondo de un cofre de recuerdos familiares: rostros e instantes que constituyen fragmentos del pasado que nos trajo hasta este momento. Pero en el caso del universo, no hay nadie que nos cuente esa historia, tenemos que reconstruirla nosotros mismos y obtener nuevas pistas va más allá del alcance de las capacidades del Hubble.

Este sábado 25 de diciembre partirá, desde el Puerto Espacial de Kourou, el James Webb Space Telescope (JWST), el más grande y complejo telescopio espacial construido por los humanos, la herramienta más avanzada para reconstruir la historia de la materia en el universo. Cuando los ojos del mundo vean al cohete Ariane 5 ascender sobre los bosques tropicales de la Guyana Francesa, el resultado de 25 años de trabajo y cooperación entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) estarán iniciando el largo camino hacia su lugar de observación: el segundo punto lagrangiano (L2), a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta. (Lea: James Webb, un nombre controversial para el Observatorio Espacial más sofisticado)

Para sondear el universo mucho más profundamente que el Hubble, el JWST está dotado de un espejo casi tres veces más grande, una estructura de 18 segmentos de berilio cubiertos de oro que forman una superficie de 6,5 metros de diámetro. No existe un vehículo de lanzamiento que pueda transportar un objeto tan grande fuera del planeta. Por esa razón, el espejo y el escudo térmico del tamaño de una cancha de tenis que lo protege tendrán que plegarse para caber dentro de un cohete y extenderse en el espacio en una maniobra sin precedentes.

Tres minutos después del lanzamiento, el fuselaje del cohete liberará los elementos del telescopio. Tres días después del lanzamiento, el escudo térmico de plástico cubierto de aluminio se desplegará como una sombrilla que permitirá a los instrumentos del telescopio enfriarse hasta alcanzar 223 grados Celsius bajo cero (50 K), lo suficientemente baja para mitigar la interferencia en las observaciones. Nueve días después del lanzamiento, los segmentos del espejo primario se abrirán como una margarita para formar el telescopio, que se completará cinco días más tarde, cuando se extiendan los brazos de fibra de carbono que sostienen el espejo secundario que enfoca la luz en los cuatro instrumentos de observación. Después de casi un mes de viaje, el JWST llegará a su destino, pero pasarán por lo menos seis meses más antes de que veamos la primera de sus observaciones.

Ningún ser humano ha llegado mas allá de la órbita de la Luna. Ningún ser humano se ha alejado mas de unos cientos de kilómetros de la Tierra durante los últimos cincuenta años. Por eso el JWST iniciará su sondeo del firmamento más allá del alcance de cualquier astronauta, un aterrador panorama si se recuerdan las modificaciones en órbita que necesitó el Hubble. Cualquier posibilidad de fallo ha sido mitigada con un extenso programa de pruebas en las enormes cámaras de vacío construidas para las misiones Apolo. (Lea: Comprender planetas fuera de nuestro sistema solar, otra misión del James Webb)

El JWST es un prototipo único e irrepetible. Gran parte del desafío que enfrenta es funcionar como en el laboratorio en un ambiente en el que nunca ha estado. No los veremos en las transmisiones y, si todo sale bien, no sabremos mucho de las innumerables horas que cientos de hombres y mujeres pasarán haciéndose cargo de cada detalle, desde el lanzamiento hasta el momento en que aparezcan los primeros titulares. Son las manos invisibles que hacen posible esta obra monumental que inicia su travesía con más de doce años de retraso, después de exceder su presupuesto en varias ocasiones y acercarse peligrosamente a su cancelación. (Lea: El Telescopio James Webb: inicia la búsqueda de la primera luz)

Cuando el JWST se remonte hacia el espacio y abra sus ojos al universo estaremos viendo una enorme obra del ingenio humano. No está construido en piedra, como las pirámides de Egipto o el Coliseo romano, pero sus dimensiones no son menores. Somos afortunados de vivir en una era de grandes descubrimientos, cuando la ciencia nos da las herramientas para luchar contra una pandemia, buscar nuevas fuentes de energía o construir un telescopio espacial tan poderoso que podría ver desde la Tierra el resplandor de una abeja en la superficie de la Luna. Los humanos estamos ciegos a la mayor parte de la luz en el universo. No vemos las pistas fundamentales que revelan nuestra historia, pero no nos resignamos a ello.