La NASA cierra el año 2021 con un nuevo hito en su historia lanzando al espacio el telescopio más caro y sofisticado que jamás se haya construido. El James Webb (TEJW, por sus siglas en inglés) va a sustituir en el estudio del cosmos al Hubble y, según los expertos, cambiará nuestra forma de entender el universo.
La astrofísica Begoña Vila, ingeniera de sistemas de instrumentos del Webb, explica al divulgador científico Pere Estupinyá en el primer capítulo de Cerebros sin Fronteras, cómo ha sido trabajar en las diversas fases de construcción de esta obra de ingenería faraónica, que se empezó a gestar en 1994, cuatro años después del lanzamiento del telescopio espacial Hubble.
Begoña nació en Vigo y estudió astrofísica en la Universidad de Santiago de Compostela y en el Instituto de Astrofísica de Canarias. Doctora en astrofísica en el Centro Jodrell Bank de la Universidad de Manchester, actualmente trabaja como ingeniera de sistemas de la NASA en el centro Goddard de Washington DC. Entre sus responsabilidades relacionadas con el telescopio James Webb está el diseño y la puesta a punto de sensores de imágenes y las pruebas de resistencia al frío.
Begoña, cuando estás en Galicia y dices que trabajas en la NASA, ¿qué te preguntan?
Es curioso porque la NASA trae a cada persona algo distinto a la mente. Algunos se preguntan por ir a la Luna o a Marte, otros se preguntan por la Tierra. Es muy interesante ver cada persona lo que asocia, otros te preguntan sobre los marcianitos y cosas así. Es interesante.
Cuando te visité en 2015 vimos el esqueleto del James Webb en la cámara limpia, que me dijiste que era la más grande del mundo.
Sí, efectivamente, cuando estás construyendo algo para el espacio, lo quieres mantener tan limpio como sea posible. Por eso tienes estas cámaras especiales y una de las cosas más sucias que puedes meter en la cámara somos los humanos.
Los humanos tenemos pelo, tenemos aceites en nuestras manos. Eso ensucia mucho. Por tanto, para entrar en estas cámaras tenemos que vestirnos con un traje especial, con guantes, cubriendo nuestro pelo, la barba.
El telescopio James Webb lleva un espejo grande que te ayuda a recoger más luz y eso te permite ver cosas más débiles. Pero ese espejo grande no entra de una sola pieza dentro del cohete, entonces está hecho de 18 espejos más pequeños. Y esto también es muy importante. Yo puedo construir estos espejos, que voy a tener mucho cuidado, que los voy a pulir para que no tengan irregularidades. Se dice que si los espejos de James Webb, los hicieras tan grandes como los Estados Unidos o como Europa y tú fueras a ver cuánta variación de altura hay en esa superficie, no habría nada que fuera mayor de cinco centímetros. No habría ninguna culina, ni ninguna montaña mayor de cinco centímetros. Te da una idea de la precisión que es necesaria para este tipo de instrumentos de ciencia.
¿Qué hace tan especial al James Webb?
Hay ciertas longitudes de onda que desde la Tierra no se ven, porque la atmósfera las absorbe. Este es el caso del infrarrojo. Lo que va a observar a James Webb. Desde la Tierra no lo puedes ver. Pero, ¿por qué nos interesa el infrarrojo? Pues uno de los objetivos es ver esas primeras estrellas, galaxias, objetos que se formaron al principio de todo el universo.
Esa luz se ha emitido y ha estado viajando por el universo. El universo se está expandiendo, lo que hace que esa luz se estire, esta longitud de onda se estire. Entonces eso lo mueve a esa parte del espectro que es el infrarrojo. Si yo voy al espacio y hago una foto en este infrarrojo, hago una foto de cómo era antes, hago una foto de esa luz que se emitió hace todo ese tiempo.
En el caso del James Webb, voy a hacer una foto a esos primeros objetos y voy a ver cómo era el universo hace 13.500 millones de años. Eso me va a permitir aprender cómo se formaron esas primeras galaxias; y todo esto lo tenemos que hacer desde arriba, desde encima de nuestra atmósfera, en esa longitud de onda en particular.
Algo muy importante de este telescopio es dónde va a estar en el espacio, ¿no?
Sí, sí, efectivamente. Con el James Webb nosotros queremos mirar en esa zona infrarroja. El infrarrojo se puede entender como calor, todo emite calor, entonces no queremos estar cerca del Sol ni siquiera cerca de la Tierra, lógicamente queremos irnos lejos.
Entonces, va a estar en una zona especial que es un punto lagrangiano. Lagrange hizo sus estudios y sus ecuaciones matemáticas y se ve que cuando tienes tres cuerpos, en este caso el Sol, la Tierra y pones otro objeto, en este caso James Webb, el efecto de la gravedad entre unos y otros se anula, por lo que cuando encuentras estos puntos especiales donde te quedas estacionario: uno te empuja de un lado, otro del otro y entonces tú más o menos te quedas allí.
Eso nos permite llegar a esa zona en la que estamos bastante estables. Y dos, nosotros damos vueltas alrededor del Sol con la Tierra. Vamos dando vueltas y siempre mantenemos el parasol hacia la zona caliente. De modo que los instrumentos siempre están a la sombra y los espejos por tanto muy fríos. Es un punto especial, que te permite estar allí casi estacionario. No es estacionario 100%. Por eso, James Webb sí tiene que llevar combustible, porque de cuando en cuando, hay que corregir la órbita un poquito. Si no, te escaparías.
¿Podrá el James Webb explorar presencia de vida en planetas extrasolares?
Tiene objetivos muy claros como es ver esos primeros objetos en el universo, pero también tiene un objetivo que es avanzar en esa búsqueda. Todos nos preguntamos si estamos solos en el universo. Ahora ya sabemos que otras estrellas tienen planetas y hay cientos de ellos. El James Webb va a poder observar la atmósfera de estos planetas. Nosotros pensamos que para que haya vida como la nuestra, tiene que haber ciertos elementos en esa atmósfera: agua, metano, carbono, oxígeno… El James Webb va a poder avanzar un poquito más y decir bueno, pues mira, hay muchos que sí que parece que tienen las condiciones de vida y hay otros que quizá no. Esta búsqueda, saber qué porcentaje de estos planetas pueden tener los elementos de la vida como la que conocemos, ya va a ser un avance muy importante para saber cómo de especiales somos.
Te tengo que preguntar qué pasa con los retrasos del James Webb y con los sobrecostes.
Yo creo que es una combinación de varias cosas. Una es cuando se piensa en hacer esta ciencia, muchas de las tecnologías que son necesarias no existen, se tienen que desarrollar. Se hacen estimaciones de lo que va a costar desarrollar y hacer las pruebas de estas tecnologías, pero normalmente no aciertas. También se peca un poco de que quieres ganar los proyectos y se suele ser muy optimista sobre cuánto dinero crees que te va a costar. Sé que siempre parece mucho dinero, pero a mí me gusta comentar, que dividido entre los habitantes de Estados Unidos, creo que son 5 dólares por persona. Hay que ponerlo en perspectiva. En 20 años, dividido, y para investigar la ciencia, me parece bien.
¿Cómo se decide a dónde apunta el James Webb?
Está abierto a todo el mundo. Tú tienes una idea buena, aunque no seas científico, la puedes mandar. Una vez que se reciben las propuestas, hay un panel de científicos muy importantes que las adjudican dependiendo de la valía de la propuesta. Después, hay un equipo que lo optimiza de modo que no esté siempre viajando de un lado para otro, una vez que tienes la lista de todas las observaciones, te vas moviendo de la forma más eficiente posible.
¿Qué es lo más innovador, delicado o especial del James Webb?
Lo más innovador del James Webb, desde el punto de vista científico es la longitud de onda en la que va a observar y la sensibilidad que va a tener. Desde el punto de vista de la ingeniería, es el hecho de que vaya a viajar doblado y lo podamos abrir en el espacio. También hacer un espejo grande, hecho de espejos más pequeños.
Una vez en el espacio, si se avería, se rompe algo, ¿hay posibilidad de repararlo?
Va a estar a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, cuatro veces la distancia entre la Tierra y la Luna, y no lo vamos a poder ir a arreglar. Lo que sí tenemos son partes redundantes para todos los instrumentos. El plan inicial sería utilizar la parte redundante mientras investigamos el problema.
¿Cuánto tiempo se calcula que estará operativo el James Webb?
Tendrá una vida de unos 12 años. Usa muy poquito combustible para mantenerse en la órbita, pero sí que usa una parte. Llegado un momento, ese combustible se agotará y empezará a moverse un poquito fuera de esta órbita estable. Eso será el factor determinante para su vida.
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