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Ciencia

Macarena García Marín: «El James Webb observará un universo aún muy joven que el Hubble no pudo ver»

Macarena García Marín es astrofísica de la Agencia Espacial Europea y líder en Baltimore del equipo de desarrollo de MIRI, uno de los cuatro instrumentos científicos del Telescopio Espacial James Webb (JWST). En esta entrevista concedida a ABC, la científica explica las dificultades y los desafíos que ha sido necesario superar para poner a punto el telescopio más sofisticado jamás construido por el hombre, el instrumento que será capaz de llevarnos más lejos en el Universo que cualquier otro hasta ahora.

-¿Cómo se siente a solo unos días del lanzamiento?

-Esto es la culminación de un sueño en el que llevamos muchos años trabajando. A veces no puedo creerme que sea real.

-¿Desde cuándo lleva trabajando en el JWST?

-Me uní oficialmente al equipo de MIRI en 2008, pero ya probaba desde mucho antes, desde 2004, el simulador con el que trabajaban los diseñadores.

-El Telescopio Espacial Hubble, el antecesor del JWST, está a unos 400 km de altura, pero el nuevo telescopio se colocará a 1,5 millones de km de la Tierra. ¿Por qué?

-Por varios motivos, pero el principal es que el James Webb va a operar en el infrarrojo, y no en el espectro de luz visible, como el Hubble. Es decir, que va a observar objetos que están más fríos, y por lo tanto es mucho más sensible .Si estuviera cerca de la Tierra, la luz infrarroja que emite nuestro planeta lo dejaría ciego. Además, para hacer bien su trabajo, debe estar en una órbita estable, por eso se ha elegido uno de los puntos Lagrange, el L2, donde las gravedades del Sol y la Tierra se equilibran y que proporciona las condiciones de aislamiento térmico y estabilidad necesarias.

-El hecho de que esté tan lejos implica que no podrán enviarse misiones de reparación o sustitución de componentes…

-Es cierto, pero hay que tener en cuenta que el Webb no está diseñado para que se hagan reparaciones. La posibilidad de un fallo es parte de los retos de la misión. Hay muchos puntos críticos. Y esa es la principal razón de que se haya tardado tanto en terminarlo. Se ha probado todo mil veces en tierra, y hay sistemas que son redundantes, están duplicados, de modo que si alguno falla se puede seguir trabajando. Sin embargo, hay casos en los que no es posible la redundancia, y son los puntos más delicados y que necesitan ser muy robustos. Son los que se han sometido a más pruebas.

-¿Cuánto tiempo tardará el telescopio en llegar a su posición operativa?

-Tardará un mes. Durante ese tiempo, de camino, se harán todos los despliegues: el parasol, las antenas, los espejos, y se irán encendiendo todos los sistemas. Y una vez allí pasarán otros 5 meses de pruebas en órbita, durante los que se comprobarán los instrumentos y que todo funciona como se espera. Por lo tanto, habrá que esperar medio año desde el lanzamiento para que empiecen las operaciones científicas.

-Entonces no empezaremos a ver nada hasta junio de 2022…

– No, no, están previstas una serie de imágenes de prueba que se podrán ver mucho antes.

-Uno de los mayores hitos tecnológicos del JWST es el parasol, el escudo térmico, que una vez desplegado tendrá el tamaño de una pista de tenis…

-El Webb tiene un lado caliente y uno frío. El caliente está a unos 85 grados, y el frío a -233. Ese aislamiento lo proporciona el escudo, que está hecho de un material sintético llamado kapton. El parasol está formado por 5 capas de ese material, cada una más fría que la anterior. La primera, donde incide directamente el Sol, es la más caliente. Una de las mayores dificultades del parasol es que hay que desplegarlo. Durante el viaje está plegado, por lo tanto tiene que desplegarse, tiene que tensarse y las 5 capas tienen que separarse unas de otras. Fue un enorme reto probarlo en tierra, porque está diseñado para trabajar en el espacio, en el vacío y sin gravedad. Solo le diré que en plegarlo para el viaje, el equipo de ingenieros tardó cerca de un mes. El escudo tiene una serie de pequeñas perforaciones, que son precisamente para que al plegarlo no queden bolsas de aire. El material, además, tiene que resistir el impacto de micrometeoritos sin rasgarse.

-¿Y qué hay de los espejos? El primario, de 6,5 metros, está hecho de 18 segmentos diferentes

-Si, el espejo también fue un gran reto, aunque creo que menor que el del parasol… Está hecho de berilio, un material muy ligero y que resiste muy bien los cambios de temperatura. Y luego está recubierto por una fina lámina de oro, que refleja muy bien la luz infrarroja, que es la que vamos a utilizar en el Webb. Cada uno de los 18 segmentos tiene por detrás una serie de actuadores, que permiten moverlos individualmente.

«Captará las primeras estrellas y podrá identificar moléculas indicadoras de vida en planetas lejanos»

-Se dice que el JWST será cien veces más potente que el Hubble. ¿Qué podrá hacer que el Hubble no podía?

-El Hubble observó el Universo en el espectro visible, y llegó a ver a una distancia de unos 12.000 millones de años. El Webb podrá mirar mucho más atrás, hasta unos 13.500 millones de años luz (el Big Bang se produjo hace 13.700 millones de años) , y verá, por tanto, un Universo aún muy joven que el Hubble no pudo ver. Verá las primeras estrellas y galaxias que se formaron, y nos permitirá entender cómo todo evolucionó hasta convertirse en lo que es hoy.

-Además de eso, podrá ver cómo nacen esas primeras estrellas, y los primeros sistemas planetarios, rodeadas por densas nubes de gas y polvo…

-Efectivamente, porque las estrellas y los planetas se forman en el interior de grandes nubes moleculares que contienen mucho polvo. Y con la luz visible no podemos ver a través de ese polvo. Pero el Webb podrá ‘levantar’ esa cortina de polvo y ver todo lo que hay detrás.

-Otra cosa importante es que el Webb podrá, por primera vez, estudiar atmósferas planetarias, y quizá determinar si en algún exoplaneta hay vida…

-Sí, el Webb será capaz de identificar moléculas que son precursoras o indicadoras de vida, algo que ahora no se puede hacer. Hay muchos equipos de astrónomos que han solicitado ya proyectos de este tipo para hacer con el nuevo telescopio.

-Y, ya más cerca de casa, el JWST también podrá estudiar objetos fríos y oscuros dentro de nuestro propio Sistema Solar, como lejanos planetas enanos, cometas y asteroides…

-Si. Habrá estudios de planetas como Júpiter, y estudios sobre asteroides, que se mueven muy rápido. Para localizarlos, el Webb usará un método diferente, con el que hará crecer de forma increíble el censo de objetos conocidos en el Sistema Solar.

-Todo eso lo harán los cuatro instrumentos científicos del telescopio. ¿Puede hablarnos de ellos?

-Hay varias cámaras de infrarrojos y varios espectrómetros. NirSpec, por ejemplo, es un espectrómetro, pero puede estudiar la composición de cientos de objetos a la vez. NirCam, por otro lado, es una cámara de infrarrojos extraordinariamente sensible, que será capaz de ver objetos muy lejanos, en el Universo profundo, que antes no se podían observar. Será el instrumento que vea las primeras estrellas y galaxias. Es una cámara doble, dos instrumentos en uno, y es la que hace posible que los 18 segmentos del espejo trabajen como si fueran uno. NIRIS, por su parte, es un instrumento de guiado, y junto a FGS es el instrumento de navegación del telescopio, el que nos permite saber exactamente hacia dónde apunta el telescopio en cada momento. NIRIS tiene tanto cámara como espectroscopio, es similar a NirCam, pero tiene un modo de observación que le permite observar solo con determinados segmentos del espejo, anulando los demás, lo que hará posible obtener imágenes con muchísimo detalle.

-¿Y MIRI, el instrumento en el que usted ha trabajado, y que es probablemente el más versátil de los cuatro?

-Si, es mi preferido, ja ja ja. Es el único que trabaja en el infrarrojo medio y podrá observar objetos muy fríos. Por eso tiene que estar más frío que el resto de los instrumentos, y es el único que cuenta con un sistema de criogenia adicional. Para trabajar, MIRI necesita estar a -220 grados. Y hará tanto imagen como dos tipos de espectroscopía diferentes.

-¿Cuánto tiempo estará el James Webb ahí arriba?

-El requerimiento son cinco años, aunque esperamos que funcione por lo menos diez. Pero la supervivencia del telescopio no dependerá de que funcionen o no los instrumentos, sino del combustible. El Webb lleva una provisión de combustible que se usará para hacer correcciones en la órbita. Es decir, cuanto más combustible se utilice, menos durará. Aunque la órbita en L2 es muy estable, requiere pequeñas correcciones de vez en cuando. Estoy segura de que el equipo de vuelo hará lo posible por alargar su duración al máximo.

– ¿Y qué vendrá después del JWST? Se está trabajando ya en futuros telescopios?

-Por supuesto que sí. Tenemos la misión Ariel, que en un par de años buscará y estudiará exoplanetas, o PLATO, o Gaia… También un nuevo telescopio similar al Webb, pero centrado en el ultravioleta, por lo que podrá estudiar los fenómenos más violentos del Universo.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio.

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