Este artículo o sección trata sobre una misión espacial en curso . La información mostrada puede cambiar con frecuencia. No agregue especulaciones o texto sin consultar fuentes confiables . Última edición el 14 de julio de 2022.

Telescopio espacial James Webb
Concepción artística del telescopio.
Descripción
Escribe	Telescopio
Operador(es)	NASA ESA CSA STScI [ 1 ]
Sitio web	jwst .nasa .gov sci .esa .int /jwst asc-csa .gc .ca stsci .edu /jwst
duración de la misión	5 años, prorrogable a 10 años 6 meses y 19 días (en curso)
propiedades
Pasta	6 161,4 kg
Diámetro	6,5 metros
Energia electrica	2 000 vatios
Misión
Contratista(s)	Northrop Grumman , bola aeroespacial
Fecha de lanzamiento	25 de diciembre de 2021 , [ 2 ] 09:20:00 UTC −3
vehículo de lanzamiento	ariana 5
lugar de lanzamiento	Kourou ELA-3
periastro	374 000 km (230 000 millas) [ 3 ]
apoastro	1 500 000 km (930 000 millas) [ 3 ]
periodo orbital	6 meses
insignias de la misión
Insignia de la misión. logotipo de la misión.
Los grados
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Portal de Astronomía

El espejo principal de James Webb en la enorme sala del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt , Maryland .

El Telescopio Espacial James Webb ( JWST ) es un telescopio espacial desarrollado conjuntamente por la NASA , la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), ^{[ 4 ]} con el propósito de colocar en el espacio un observatorio para capturar la radiación infrarroja . El telescopio debe observar la formación de las primeras galaxias y estrellas , estudiar la evolución de las galaxias y ver los procesos de formación de estrellas y planetas .^{[ 5 ]} El telescopio inicialmente se llamóTelescopio Espacial de Próxima GeneraciónoNGST. El término “Próxima Generación” hace referencia a que se pretende reemplazar alTelescopio Espacial Hubble, debido a que luego de su lanzamiento se desarrollaron nuevas tecnologías, que permitieron construir el nuevo telescopio bajo un nuevo concepto. ^{[ 6 ]} El telescopio fue renombrado más tarde en2002, en honor a un ex administrador de la agencia espacial estadounidense,James Edwin Webb, quien dirigió elprograma Apolo, además de otras misiones espaciales importantes. ^{[ 7]}

Este telescopio está destinado a reemplazar parcialmente las funciones del telescopio espacial Hubble. Su masa es aproximadamente la mitad que la del Hubble, pero su espejo primario tiene un diámetro 2,5 veces mayor y un área de espejo seis veces mayor que la del Hubble, lo que le permite captar mucha más luz. ^{[ 8 ]} El telescopio también debería tener mejores equipos para captar la radiación infrarroja. También se espera que opere mucho más lejos de la Tierra, orbitando en el halo que constituye el segundo punto L2 de Lagrange . ^{[ 9 ]}

El telescopio tardará unos tres meses en alcanzar su órbita final. Su vida útil estará limitada por la distancia desde el Punto de Lagrange L2, más allá de la órbita de la Luna y fuera del alcance de cualquier nave espacial tripulada actualmente disponible, lo que evitará que el telescopio se someta a mantenimiento; ^{[ 10 ] [ 5 ]} y también debido a las existencias limitadas de enfriadores ^{[ 11 ]} y combustible utilizado para mantenerlo en órbita, que debería ser pequeño en comparación con el telescopio Hubble . ^{[ 12 ]}

James Webb fue lanzado el 25 de diciembre de 2021 desde el Centro Espacial Kourou en la Guayana Francesa . ^{[ 13 ]} El 24 de enero de 2022 llegó a su destino, el punto de Lagrange L2. ^{[ 14 ]} Su primer objetivo fue la estrella HD 84406 , situada aproximadamente a 241 años luz de la Tierra . ^{[ 15 ]}Sin embargo, las imágenes iniciales producidas no se usarán directamente para estudios científicos, ya que estarán desenfocadas y solo servirán para ayudar en la alineación de los 18 segmentos hexagonales del espejo primario del telescopio. ^{[ 16 ]} Las primeras imágenes científicas de color y espectroscopia se publicaron el 12 de julio de 2022. ^{[ 17 ]}

Misión

La misión principal del JWST será examinar la radiación infrarroja resultante de la gran expansión ( Big Bang ) y realizar observaciones de la infancia del Universo . Para llevar a cabo tales estudios con una sensibilidad sin precedentes, todo el Observatorio debe mantenerse fresco y deben bloquearse las grandes fuentes de interferencia infrarroja, como el Sol , la Tierra y la Luna . ^{[ 11 ]}

Para conseguirlo, el JWST tendrá que llevar consigo un gran escudo solar plegable metalizado , que tendrá que abrirse en el espacio y bloquear todas estas fuentes de radiación infrarroja; combinado con un sistema de refrigeración mediante radiadores. ^{[ 11 ]} El tiempo nominal de misión y observaciones del telescopio es de cinco años, con la meta de llegar a los diez años. ^{[ 18 ]} La misión planificada de cinco años comenzará después de una fase de puesta en marcha y ajuste de seis meses. ^{[ 19 ]}

Metas

El telescopio espacial James Webb tiene cuatro objetivos principales:

• Buscando la luz de las primeras estrellas y galaxias que se formaron en el Universo tras el Big Bang
• Estudia la formación y evolución de las galaxias
• Comprender la formación de estrellas y sistemas planetarios.
• Estudia los sistemas planetarios y los orígenes de la vida. ^{[ 20 ]}

Lanzar

Lanzamiento de James Webb a bordo del Ariane 5.

El lanzamiento (designado "vuelo Ariane VA256") tuvo lugar el 25 de diciembre de 2021 en un cohete Ariane 5 en el Centro Espacial Kourou en la Guayana Francesa . ^{[ 13 ]} Tras el éxito del lanzamiento, el administrador de la NASA, Bill Nelson , declaró que este es "un gran día para el planeta Tierra". ^{[ 21 ]}

31 minutos después del lanzamiento, el telescopio comenzó el proceso de despliegue de sus paneles solares, antena, escudo solar, espejo y brazo, que se espera dure trece días. ^{[ 22 ]}

astronomía infrarroja

El Telescopio Espacial James Webb es el sucesor formal del Telescopio Espacial Hubble , y dado que su enfoque principal es la astronomía infrarroja , también es el sucesor del Telescopio Espacial Spitzer . El James Webb superará las capacidades de sus dos predecesores, pudiendo ver más estrellas y galaxias más antiguas. ^{[ 23 ]} La observación en el espectro infrarrojo es una técnica clave para lograr esto, debido al corrimiento al rojo cosmológico., y porque este tipo de radiación penetra mejor el polvo y el gas. Esto permite la observación de objetos más oscuros y fríos. Debido a que el vapor de agua y el dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra absorben la mayoría de las frecuencias en este espectro, la astronomía infrarroja basada en tierra se limita a bandas de onda estrechas que la atmósfera absorbe menos. Además, la propia atmósfera emite este tipo de radiación, cubriendo a menudo la luz de los objetos observados; lo que hace que un telescopio espacial sea preferible para las observaciones infrarrojas. ^{[ 24 ]}

Ubicación y órbita

El JWST opera en una órbita de halo, dando vueltas alrededor de un punto en el espacio conocido como el punto de Lagrange Sol-Tierra L2 , aproximadamente 1.500.000 km más allá de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. ^{[ 25 ]} Su posición real varía entre aproximadamente 250 000 km y 832 000 km de L2 mientras orbita, manteniéndolo fuera de la sombra de la Tierra y la Luna. Esta disposición mantiene la temperatura de la nave espacial constante y por debajo de los 50 K (-223 °C) necesarios para las observaciones del infrarrojo débil. ^{[ 26 ]}

control térmico

El JWST Sunshield es un sistema de control térmico pasivo que se implementa después del lanzamiento para proteger el telescopio y la instrumentación de la luz y el calor del Sol, la Tierra y la Luna. Su propósito es permitir que el telescopio infrarrojo funcione a su temperatura de diseño de 40 Kelvin (-233 °C) o por debajo de ella. ^{[ 27 ]} Por lo tanto, el telescopio utiliza un filtro solar grande para bloquear la luz y el calor del Sol, la Tierra y la Luna, y su posición cercana al Sol-Tierra L2 mantiene los tres cuerpos en el mismo lado de la nave espacial en todo momento. . ^{[ 28 ]} El protector mantiene una temperatura estable para las estructuras en el lado oscuro, lo cual es fundamental para mantener la alineación precisa de los segmentos del espejo primario en el espacio. ^{[29 ]}

Instrumentos

Ilustración de James Webb.

Los tres módulos de instrumentos principales del telescopio son:

• Módulo de Instrumentos Científicos Integrados - ( ISIM );
• Elemento de telescopio óptico - ( OTE );
• Módulo de Apoyo Espacial - ( SSM ).

ISIM es un sistema totalmente distribuido que consta de un módulo criogénico que se integra con el OTE y con el software , circuitos procesadores y otros instrumentos electrónicos, ubicado en la parte caliente del SSM. ^{[ 30 ]}

ISIM proporciona la estructura, el entorno y los medios de transporte para los datos recopilados por los tres módulos científicos: NIRCam, NIRSpec y MIRI. Además del sensor de ajuste fino (Fine Guidance Sensor - FGS):

• Cámara infrarroja cercana (NIRCam) = Cámara infrarroja; ^{[ 31 ]}
• Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) = Instrumentos para infrarrojos; ^{[ 32 ]}
• Espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) = Espectrógrafo de infrarrojos. ^{[ 33 ]}

Northrop Grumman Space Technology es el principal contratista responsable del desarrollo y la integración del Observatorio. Son responsables del desarrollo y la construcción de la nave espacial, que incluyen tanto; el cuerpo principal y el escudo solar. ^{[ 34 ]} Ball Aerospace fue subcontratada para desarrollar y construir el elemento del telescopio óptico (OTE) . ^{[ 19 ]} El Centro de Vuelo Espacial Goddard es responsable de proporcionar el Módulo de Instrumentos Científicos Integrados (ISIM). ^{[ 35 ]}

Historia

El trabajo en el proyecto comenzó hace más de 30 años en STScI con el desafío de “pensar en la próxima gran misión más allá del Hubble”. El desarrollo de un concepto de misión se produjo en septiembre de 1989, con un taller realizado en el STScI, antes del lanzamiento del Hubble. El taller cubrió las oportunidades científicas y los desafíos tecnológicos de tal misión y se basó en investigaciones previas hasta la fecha. ^{[ 36 ]}

Historia (desarrollo hasta 2003)

Las discusiones sobre una continuación del Hubble comenzaron en la década de 1980, pero la planificación seria comenzó a principios de la década de 1990. ^{[ 38 ]} El panel UV-Optical in Space de las Academias Nacionales de 1990 impulsó el concepto al recomendar un telescopio espacial refrigerado de 6 metros como El sucesor del Hubble. El desarrollo de un concepto de Telescopio Espacial de Próxima Generación (NGST) de 8 metros durante los próximos dos años se centró en un telescopio visible e infrarrojo refrigerado una vez que quedó claro que era técnicamente poco práctico incluir las capacidades UV.

En 1993, el Consejo del Instituto del Telescopio Espacial (STIC) nombró un comité para estudiar las misiones de astronomía espacial del siglo XXI y dos años más tarde, el comité recomendó un telescopio de 4 m, más pequeño que el NGST de 8 a 10 m discutido inicialmente, pero conservando la importantísima capacidad de ver la luz infrarroja. Más tarde, la NASA restauró el NGST a 8 metros. ^{[ 39 ]}

Básicamente, el concepto del telescopio Hi-Z se desarrolló entre 1989 y 1994: ^{[ 40 ]} un telescopio infrarrojo de 4 metros de apertura totalmente descubierto ^{[ 41 ]} que se retraería en una órbita de 3 unidades astronómicas . ^{[ 42 ]} Esta órbita distante se habría beneficiado de la reducción del ruido de luz del polvo zodiacal. ^{[ 43 ]} Otros planes iniciales requerían una misión del telescopio precursor NEXUS. ^{[ 44 ]}

La corrección de la óptica defectuosa del telescopio espacial Hubble en sus primeros años desempeñó un papel importante en el nacimiento del JWST. En 1993, la NASA preparó STS-61 , la misión del transbordador espacial que llevaría un reemplazo para la cámara del HST y un adaptador para su espectrógrafo de imágenes para compensar la aberración esférica en su espejo primario.

En 2002, se cambió el nombre del proyecto en honor al segundo administrador de la NASA (1961-1968) James E. Webb. Webb dirigió la agencia durante el programa Apolo y estableció la investigación científica como una actividad central de la NASA. ^{[ 45 ]} En 2003, la NASA adjudicó a TRW el contrato maestro de 824,8 millones de dólares para el JWST. JWST es un proyecto de la NASA, con la colaboración internacional de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), que se unieron formalmente en 2004 y 2007, respectivamente.

El proyecto requería un espejo primario de 6,1 metros y una fecha de lanzamiento de 2010. Más tarde ese año, TRW fue adquirida por Northrop Grumman y se convirtió en Northrop Grumman Space Technology. ^{[ 46 ]}

Replanificación (2005)

El desarrollo estuvo a cargo del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt , Maryland , con John C. Mather como científico del proyecto. El contratista principal fue Northrop Grumman Aerospace Systems , responsable del desarrollo y la construcción del elemento de la nave espacial, que incluía el bus satelital, el protector solar, el ensamblaje de torre desplegable (DTA) que conecta el elemento del telescopio óptico con el bus de la nave espacial y el Mid Boom . Asamblea (MBA). ) que ayuda a poner en órbita los grandes parasoles, ^{[ 47 ]} mientras que Ball Aerospace & Technologiesfue subcontratado para desarrollar y construir el propio OTE y el Módulo de instrumentos científicos integrados (ISIM). ^{[ 48 ]}

Primera imagen infrarroja (coloreada artificialmente) tomada por el telescopio espacial James Webb. Esta imagen revela galaxias nunca antes vistas, distorsiones gravitacionales y algunas estrellas.

Multi-instrumento multi-campo (MIMF)

Después de alcanzar el hito principal de alinear el telescopio con NIRCam en marzo de 2022, el equipo de Webb comenzó a extender la alineación del telescopio a la guía (el sensor de orientación fina o FGS) y los otros tres instrumentos científicos. La NASA llamó a este proceso de seis semanas alineación de múltiples instrumentos y campos múltiples (MIMF). ^{[ 49 ]}

primeras imagenes

El 11 de julio de 2022, la NASA presentó la primera imagen de campo profundo tomada por James Webb. El presidente de los Estados Unidos, Joe Biden, reveló la imagen a través de una transmisión conjunta entre la Casa Blanca y la Agencia Espacial de los Estados Unidos. ^{[ 50 ]}

El 12 de julio de 2022 se presentó al público lo que la NASA llamó un "paquete" de imágenes tomadas por James Webb. Se fotografiaron varios objetos y se revelaron medidas espectrales. ^{[ 51 ]}

Imágenes publicadas por la NASA el 12 de julio de 2022

Nebulosa Eta Carinae	Quinteto de Stephan	NGC 3132	espectro de Exoplaneta WASP 76 b

Ver también

• Grandes Observatorios Espaciales
• telescopio espacial Hubble

Referencias

enlaces externos

• «Web de la NASA sobre la sonda del telescopio espacial James Webb » 
• «Después de Plutón, 6 proyectos que deberían revolucionar nuestra forma de ver el espacio» 

• portal de astronomia
• portal de cosmología
• Portal de exploración espacial