El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es el tan esperado telescopio de “próxima generación”.para ser lanzado elEn 2013 octubre 2018, en el otoño de 2021, el JWST fue promocionado como el sucesor del telescopio espacial Hubble.Esto permitirá a los astrónomos esperar que el universo retroceda solo 200 millones de años y vea las primeras estrellas y galaxias.El científico principal que lidera este proyecto es el Dr. Cosmic Background Explorer (COBE), quien recibió conjuntamente el Premio Nobel de Física 2006 por medir la forma y la anisotropía de un cuerpo negro en el fondo cósmico de microondas. Este es John Mather.
Por supuesto, nos sentimos honrados cuando el Dr. Mather se comunicó con Universe Today y dijo que le gustaría hablar con nosotros sobre el estado de JWST.“Pensé que era hora de hablar sobre lo que estamos haciendo porque están comenzando a suceder cosas interesantes”, dijo.
El universo de hoy:Dr. Mather, durante más de una década hemos estado escuchando acerca de la próxima generación de telescopios espaciales. Más tarde, este telescopio se denominó oficialmente Telescopio Espacial James Webb.¿Puede decirme cómo comenzó el concepto de este telescopio?
Juan Mather:En 1989, incluso antes del lanzamiento del Hubble, se realizó una reunión sobre cuál sería el próximo telescopio espacial.Discutieron el gran telescopio del futuro y publicaron un libro en el proceso.Pero no pensaron que el infrarrojo fuera la gran ola del futuro.Luego, en 1993, se formó un comité llamado HST and Beyond.Publicaron un buen informe en 1996 diciendo que hay dos cosas importantes que hacer.Una era hacer un telescopio infrarrojo, al contrario de lo dicho en el libro anterior, y la otra era hacer un telescopio y buscar planetas como la Tierra.En ese momento, los astrónomos sabían que era posible encontrar exoplanetas.Entonces, en octubre de 1995, la sede de la NASA me llamó, me dio una lista de científicos e ingenieros para contactar y me dijo que comenzara a planificar.Así que nosotrosE inmediatamente llegamos a una sorprendente convergencia de pensamientos y opiniones.Rápidamente acordamos un concepto que satisficiera las necesidades de la comunidad científica y se alineara con las ambiciones de la NASA.Entonces descubrirá que el telescopio que queríamos volar es muy similar al que volaremos en 2013.
usted:¿Puede proporcionar una actualización sobre el estado actual de JWST?
madre:Se espera que el hardware de instrumentos de vuelo llegue a todo el mundo en el verano de 2010. Los sensores inductivos de precisión son importados de Canadá, un paquete de 1.5 instrumentos de Europa y el resto de USA.Entonces, después de 18 meses, los paquetes de equipos comienzan a funcionar juntos y, después de aproximadamente un año, se encuentran con el telescopio.Los cuatro instrumentos científicos son cámaras de infrarrojo cercano, espectrómetros de objetos múltiples de infrarrojo cercano, instrumentos de infrarrojo medio y generadores de imágenes de filtro variable.
Acabamos de pasar por una importante revisión de diseño del módulo de instrumentos.Cientos de personas vinieron la semana pasada para echar un vistazo a todo y decirnos si lo estábamos haciendo bien.Todavía no he mirado los expedientes oficiales, pero creo que he pasado.Pero incluso yo estaba impresionado.
usted:Una pregunta que mucha gente me hace es, ¿por qué el JWST no se convierte en un telescopio óptico cuando el Hubble ha tenido tanto éxito?
madre:¿Por qué el comité cambió de óptico a infrarrojo?era dobleUna es que el Hubble se ha vuelto tan bueno que le resultará difícil superarlo sin importar cuán grande sea su telescopio.Otra cosa era que la gente estaba viendo que podían construir grandes telescopios ópticos en tierra.El telescopio Keck funcionó muy bien y la gente empezó a hablar de óptica adaptativa.Esos dos nos señalaron el telescopio infrarrojo.Además, todos los científicos de JWST dijeron que necesitamos luz infrarroja.A la luz de los pocos poderes que teníamos en ese momento, el infrarrojo era fascinante. El universo más distante es interesante y se encuentra corrido hacia el rojo en luz visible.Comienza en el ultravioleta y llega al infrarrojo debido a la gran distancia y al gran corrimiento al rojo de estos objetos.Entonces, para realizar astronomía ultravioleta cerca del borde del universo, necesita un telescopio infrarrojo.
usted:Ahora que el Telescopio Espacial Infrarrojo Spitzer está funcionando bien, ¿ha cambiado de opinión a alguien? ¿O hizo que los científicos quisieran pasar al siguiente nivel con el infrarrojo?
madre:Sí, Spitzer ha demostrado que este es un reino realmente fascinante.El Spitzer es en realidad un telescopio bastante pequeño para los estándares modernos.Tiene solo 3 pies de ancho y 85 centímetros de ancho.Pero creó algunas sorpresas sorprendentes.Pueden ver cosas con un corrimiento al rojo muy, muy alto, y no se espera nada de eso.Entonces, el infrarrojo nos dice que este es el lugar para descubrimientos sorprendentes.Ahora que sabemos que podemos hacer la tecnología, compremos un telescopio mejor.La ciencia es realmente interesante y hay muchas cosas que esperan ser descubiertas.
usted:¿Qué cree que diferencia al JWST de los telescopios espaciales anteriores?
madre:Todos los telescopios dicen “estoy delante de mí” y nosotros hacemos lo mismo.Por supuesto, este telescopio puede ver más lejos en el pasado gracias a sus capacidades de infrarrojos y su gran apertura.A través de las nubes de polvo verás dónde nacieron las estrellas.Verá cosas a temperatura ambiente, como tú y yo, planetas o estrellas jóvenes nacidas.Todo esto se puede ver directamente con las capacidades infrarrojas de este nuevo telescopio.La mayor parte del trabajo se realiza en el infrarrojo con algunas funciones en el rango visible.
Pero hicimos un telescopio universal.Después del lanzamiento, los científicos pueden escribir propuestas sobre lo que quieren observar, como en el Hubble, para que puedan observar los temas candentes en ese momento.
usted:¿Cómo aplicó su experiencia COBE y los honores posteriores a JWST?
madre:No fue el honor lo que tuvo un impacto en mi vida, sino el hecho de que pasé por el proceso de principio a fin del diseño fundamental del Observatorio COBE. aquellas.Entonces, cuando la sede de la NASA dijo que querían un sucesor del Hubble, pensé que sería interesante y tuve el coraje suficiente para decir que sí y que quería intentarlo.COBE era muy ambicioso en ese momento, pero conocía personalmente a los ingenieros y era lo suficientemente pequeño como para hablar con ellos sobre cualquier cosa en cualquier momento.Así que pensé que podría graduarme con un proyecto más grande.
usted:¿Y ahora estás trabajando con gente de todo el mundo?
Mather: Sí, esto es un gran problema.Nuestro equipo científico está formado por unas 19 personas de Europa, EE. UU. y Canadá.Nuestro equipo de ingeniería es de más de 2.000 personas repartidas por todo el mundo.Obviamente, no los conozco a todos.Trabajo más de cerca con los científicos y les hablo sobre lo que queremos lograr y me aseguro de que lo estamos logrando.Así que ahora tengo un papel diferente.No soy directamente responsable del hardware, pero trabajo con las personas responsables del hardware.Tenemos acceso a las mejores personas del mundo en cualquier tema.
usted:¿Puede hablar sobre los desafíos, los sobrecostos y los retrasos que tuvo que superar este telescopio?
madre:En primer lugar, los sobrecostos no son tan grandes como describen algunas personas que quieren dinero para sus ideas de proyectos.Originalmente, Dan Goldin era el jefe de la NASA cuando comenzamos. “Quiero que piensen en una forma de construir este observatorio por 500 millones de dólares de 1996”, dijo.Dijimos que lo intentaríamos.Sin embargo, rápidamente nos dimos cuenta de que construir esto era difícil.Cuando estuvo listo para ser enviado a una encuesta de 10 años en 2000, costó más de mil millones de dólares.Luego, hace tres años, descubrimos que el trabajo se estaba volviendo cada vez más difícil y tuvimos que volver a planificar y presupuestar.Ahora, si calcula el costo total de la NASA desde 1995 hasta el final, en algún momento después de 2019, incluida la inflación y los funcionarios (sin contar antes), ahora es de alrededor de $ 4.5 mil millones en dólares reales, no en dólares de 1996.Por lo tanto, hay un aumento en el costo,Sin embargo, hemos tenido un gran éxito y estamos a punto de lanzar esta maravillosa máquina que será utilizada por miles de astrónomos.Y gracias al liderazgo inquebrantable de la sede de la NASA y el trabajo técnico sobresaliente del equipo, no hubo cambios en los planes ni en el presupuesto total durante tres años.
usted:Bueno saber.Creo que la gente tiene la idea general de que JWST sufrió un sobrecoste enorme.
madre:Bueno, no es poca cosa y espero que podamos hacerlo mejor.Pero se trata de dos factores de crecimiento y no de los cinco factores anunciados por algunos que deberían saberlo mejor.Este telescopio funcionará durante mucho tiempo.El requisito es de 5 años, pero esperamos operar durante 10 años.Por lo tanto, nuestro proyecto se extiende desde 1995 hasta el final de la operación en 2024.
Déjame contarte lo que tuvimos que hacer para prepararnos y lo que hemos hecho hasta ahora.Hemos desarrollado una lista de 10 habilidades clave que necesitamos.Lo más difícil fue desarrollar el espejo.Tomó bastantes años, ya que requirió una docena de contratos diferentes para hacer avanzar a los competidores hasta donde sus diseños eran lo suficientemente buenos.El detector claramente tenía que mejorarse con respecto al de los telescopios Spitzer y Hubble.Ahora tenemos detectores más grandes y mejores y son geniales.Una medida que tienen los astrónomos es cuántos electrones extraviados obtienen de su detector.Bloquear toda la luz debe ser cero.Ahora tenemos un detector que emite unos pocos electrones perdidos por píxel por hora, lo cual es casi perfecto.Ojalá pudiera ser mejor, pero esto es fantástico.Estoy impresionado.
Tuvimos que mejorar el refrigerador en el espacio.Cuando decimos que necesitamos un telescopio enfriado por radiación, decimos que necesita enfriarse lo suficiente, y eso es mayormente cierto.Sin embargo, todavía se requiere un refrigerador activo para mantener fresco el detector de longitud de onda más larga, por lo que tuvo que desarrollarse.
Esas son solo algunas de las cosas que tuvimos que diseñar y todo el desarrollo tecnológico finalmente se completó en 2007 y pasó la aprobación de la junta de revisión. El comité de revisión dijo: “Sí, ahora esas cosas finalmente están listas para ser construidas”.
Por lo tanto, tomó mucho tiempo llegar a 2007 y creo que la gente realmente no apreció lo que se necesitó para prepararse para la nueva tecnología.Por otro lado, tenemos la bendición de no tener que “retroceder”.Hemos puesto suficiente planificación y esfuerzo en estas tecnologías que funcionan hoy.Esa fue una de las cosas que aprendimos del proyecto Hubble. En otras palabras, no complete un diseño hasta que sepa qué construir.
usted:¿Cómo es el proceso de prueba?Bastante estricto, ¿verdad?
madre:Esa es otra lección que tuvimos que aprender del Hubble.Si no lo pruebas, no funcionará.Hemos aprendido que tenemos que pasar por un proceso muy decisivo y riguroso.Han probado lo suficiente en el Hubble para conocer los problemas de enfoque del espejo.Al fabricante de espejos se le hicieron dos pruebas que no concordaron y decidió ignorar una de ellas en lugar de rastrear las razones, lo que resultó ser estúpido y costoso.
Tenemos una generalización de que si algo realmente importa, hazlo dos veces.De hecho, probaremos el telescopio en frío en un gran tanque de vacío en el Centro Espacial Johnson.Por lo tanto, esta será una especie de prueba completa e integral de “luz desde el principio, luz desde el final” que el Hubble no puede hacer.Pero sabían que podían reparar el Hubble en el espacio y nosotros sabemos que no podemos reparar el JWST. Porque el telescopio estará en L-2, a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. la tierra que la luna.
Este es un proyecto complejo, pero nuestro enfoque para hacerlo es radicalmente diferente al de cuando yo era niño.Cuando vine aquí a Goddard usábamos lápices y reglas de cálculo y las computadoras son bastante nuevas y la mayoría de la gente no las tenía.Las computadoras que rastrean documentos ahora están en todas partes.Podemos hacer ingeniería de sistemas e incluso hacer simulaciones muy precisas y completas para ver si encajan y funcionan juntos antes de construirlos.Así que el mundo ha cambiado, y es maravilloso verlo.Es por eso que podemos construir este observatorio por aproximadamente el mismo costo que realmente costó lanzar y operar el Hubble.Pero JWST es mucho más grande y poderoso.
usted:¿Puede hablarme sobre el diseño del espejo de JWST?
madre:Lo más difícil de hacer fue el espejo. Porque necesitaban algo mucho más grande que el Hubble.Pero no puedes levantar algo tan grande o ponerlo en un cohete, por lo que necesitas algo más liviano pero más grande, por lo que debe tener la capacidad de plegarse.
El espejo está hecho de berilio claro y tiene 18 partes hexagonales.El telescopio debe estar plegado como una mariposa en una crisálida y completamente desenredado por sí solo.Es un proceso bastante elaborado que llevará mucho tiempo.El telescopio es muy impresionante a 6,5 metros (21 pies) de altura.
El protector solar es completamente nuevo y también debe desplegarse.Entonces, lo que estaba envuelto en un pequeño cilindro se convierte en un enorme escudo, relativamente hablando, del tamaño de una cancha de tenis.Genial.Todo esto se lleva a cabo en varias etapas y toma varios días.Contratamos a una empresa llamada Northrop Grumman que tenía experiencia en desplegar cosas en el espacio, y dijeron que claramente no era la cosa más compleja que jamás habían desplegado en el espacio.
Video de JWST desplegado en el espacio:
usted:¿Hubo alguna discusión sobre lo que verían la primera luz y JWST en primer lugar?
madre:Sí … pequeño.Esa será la parte divertida después de armar las cosas.
usted:¿Tienes alguna sugerencia?
madre:Creo que deberíamos comenzar con un objetivo bonito y fácil en el que el público pueda decir: “¡Oh, funciona!”Algunas de las primeras observaciones se pueden realizar al configurar el telescopio, incluso antes de que el telescopio esté completamente calibrado.Trabajaremos en él de forma incremental, ya que se coloca después del lanzamiento y el espejo no tiene la forma correcta en primer lugar.Ball Aerospace de Boulder Colorado tiene un modelo de prueba en el que puede practicar la colocación de 18 segmentos de espejo.Cada segmento tiene 7 motores que controlan la posición y la curvatura, por lo que necesitamos ensayar estos motores.
Esto es algo que no pueden hacer con el Hubble.Querían que pudieran y tenían un motor, pero no podían empujar lo suficiente.Historia interesante.Aprendimos del Hubble cómo corregir la óptica en función de las imágenes que obtuvimos. Así que lo estamos haciendo a propósito para este telescopio.
usted:Ha habido cierta controversia sobre cómo se lanzará JWST.
madre:Llevaremos el telescopio a la Guayana Francesa y lo cargaremos en un cohete allí.La ESA nos está comprando proyectiles.Es un cohete Ariane 5, un producto comercial fabricado en Europa, y es muy fiable ya que ha obtenido buenos resultados recientemente.
Por supuesto, causó mucha controversia.Aunque Europa nos diera proyectiles, había gente que no quería aceptarlo, por así decirlo.La sede tardó dos años en aceptarlo.Nos costó dinero.La única razón por la que se aprobó fue porque había un nuevo administrador para aprobarlo.Debido a que ese era Mike Griffin, quiero decir: “¡Muchas gracias, Mike Griffin!”
usted:Su equipo todavía tiene mucho trabajo por hacer antes de 2013.
madre:bien.Han pasado más de 13 años desde que la NASA nos contactó sobre esto, pero el final se acerca rápidamente.Tenemos muchos desafíos técnicos para armar todo.Y todavía no hemos ido lo suficientemente lejos como para saber cuántas cosas hemos roto o cuántos errores hemos cometido. Pero creemos que somos bastante buenos para descifrarlos antes de construirlos.
Montar el equipo por primera vez será muy emocionante.Tenemos las piezas y tenemos fotos en las cajas para poder mostrarles a dónde van y pronto probar si funcionan juntas o no.Para cuando recibamos todas las piezas aquí en Goddard, todas deberían haber sido probadas individualmente y deberían funcionar bien juntas.Pero a la naturaleza no le gusta la arrogancia, así que al igual que cuando lo usas en vuelo, debes probarlo todo de principio a fin.Después de recogerlo, llévalo al Johnson Spaceflight Center y colócalo en un enorme tanque de vacío allí.Será un proceso especial.
usted:Gracias por hablar.
madre:Fue divertido.Me encanta contar mi historia y me alegra que quieras hablar con nosotros.Están empezando a suceder cosas interesantes, así que pensé que era hora de hablar sobre lo que estábamos haciendo.Grandes cosas están sucediendo.Estamos ejecutando el Observatorio Kepler ahora, y esperamos descubrir y observar más de cerca un puñado de planetas similares a la Tierra que rastrearán.