Telescopiu espacial James Webb

Telescopiu espacial James Webb
James Webb Space Telescope (en)
observatorio espacial (es)
Historia y usu
Project commissioning (en)	28 abril 2022 - 23 xunu 2022
Órbita de halo (es)	24 xineru 2022 - ensin valor
Project commissioning (en)	30 xineru 2022 - 28 abril 2022
Deployment (en)	28 avientu 2021 - 8 xineru 2022
Tresporte	26 setiembre 2021 - 12 ochobre 2021
Construcción	payares 2016
Propuesta (es)	1996
Design review (en)	2008
Design review (en)	2010
Assembly (en)	agostu 2019
Llanzamientu espacial	25 avientu 2021
Primera luz (es)	3 febreru 2022
Xestión	Space Telescope Science Institute (es) Centro de vuelo espacial Goddard (es)
Orixe del nome	James E. Webb (es)
Arquiteutura
Anchor	14,2 m
Llargor	21,2 m
Superficie	25,4 m²
Costu	9 700 000 000 $
Masa	6161,42 kg
Instalaciones
Formáu por	Parasol del Telescopio Espacial James Webb (es) , Optical Telescope Element (en) , Integrated Science Instrument Module (en) y Spacecraft Bus (en)
Web oficial

El telescopiu espacial James Webb (n'inglés James Webb Space Telescope o JWST) ye un observatoriu espacial en fase de desenvolvimientu que va estudiar el cielu en frecuencia infrarroxa, socesor científicu del telescopiu espacial Hubble y del Spitzer. Ta previstu que sía llanzáu por un Ariane 5 ente marzu y xunu del 2019 dende la Guayana Francesa.^[1]

Les principales carauterístiques téuniques son un gran espeyu de 6,5 metros de diámetru, una posición d'observación lloñe de la Tierra, n'órbita alredor del puntu L₂ del sistema Sol-Tierra, y cuatro instrumentos especializaos. La combinación d'estes carauterístiques dará-y una resolución ensin precedentes y sensibilidá de llargu llonxitú d'onda visible al infrarroxu mediu, dexando los sos dos principales oxetivos científicos –estudiar la nacencia y evolución de les galaxes y la formación d'estrelles y planetes.

En planificación dende 1996,^[2] el proyeutu representa una collaboración internacional de cerca de 17 países,^[3] va ser construyíu y operáu de manera conxunta pola NASA, l'Axencia Espacial Europea y l'Axencia Espacial Canadiense. Enantes conocíu como Next Generation Space Telescope o NGST, foi renombráu en 2002 n'honor de James E. Webb, el segundu alministrador de la NASA, que xugó un papel integral nel programa Apollo.^[4]

Les capacidaes del JWST van dexar una amplia gama d'investigaciones al traviés de munchos subcampos de l'astronomía.^[5] Un oxetivu particular consiste na observación de dalgunos de los oxetos más distantes nel Universu, fora del algame de los preseos basaos en tierra y nel espaciu. Esto inclúi les primeres estrelles, de la dómina de reionización, y la formación de les primeres galaxes. Otru oxetivu ye la comprensión de la formación d'estrelles y planetes. Esto va incluyir imáxenes de nubes moleculares y grupos de formación estelar, l'estudiu de los discos de polvu alredor de les estrelles, imáxenes direutes de planetes, y l'exame espectroscópico de los tránsitos planetarios.

La misión foi esaminada pa la so cancelación per parte del Congresu de los Estaos Xuníos en 2011 cuando yá fueren gastaos cerca de 3000 millones de dólares^[6] y más del 75 % del so hardware taba yá en producción o en fase de pruebes.^[7] En payares de 2011, el Congresu revocó los planes p'atayar el proyeutu y nel so llugar punxo un tope de financiamientu adicional pa completar el proyeutu en 8000 millones de dólares.^[8]

El JWST anicióse como Next Generation Space Telescope (NGST) en 1996, basáu na planificación xenérica del socesor del Hubble siquier dende 1993.^[9] El so nome camudar en 2002, n'honor del segundu alministrador de la NASA (1961-1968), James E. Webb (1906-1992), conocíu pol so papel nel programa Apollo y l'establecimientu de la investigación científica como una actividá central de la NASA.^[10]

El telescopiu ye un proyeutu de l'Alministración Nacional d'Aeronáutica y del Espaciu, l'axencia espacial d'Estaos Xuníos, cola collaboración internacional de l'Axencia Espacial Europea y l'Axencia Espacial Canadiense, incluyendo les contribuciones de quince naciones.

Les contribuciones d'Europa formalizar en 2007 con un Memorando d'Entendimientu ESA NASA, qu'inclúi'l llanzador Ariane-5 ECA, el preséu NIRSpec, el montaxe del bancu ópticu MIRI, y soporte de personal pa les operaciones.^[11]

El JWST va tar n'órbita alredor del Sol aproximao 1 500 000 quilómetros alloñáu de la Tierra, alredor del puntu de Lagrange L₂ del sistema Tierra-Sol. Los oxetos cercanos a esti puntu pueden orbitar el Sol en sincronía cola Tierra, lo que dexa que al JWST utilizar un escudu contra la radiación, asitiáu ente'l telescopiu y el Sol, pa protexelo del calor y la lluz del Sol y una pequeña cantidá d'infrarroxu adicional de la Tierra. El telescopiu va tar nuna gran órbita de halo de 800 000 quilómetros de radiu alredor del L₂, y asina va evitar parte de solombra de la Tierra. Dende la posición del JWST, la Tierra va tar mui cerca de la posición del Sol pero ensin clisalo, ente que la Lluna va amosar una fase de media lluna diminuta na so máxima alloña angular del Sol.^[12]

El telescopiu ta entamáu pa ser llanzáu nun cohete Ariane 5 nuna misión de cinco años con una fecha de llanzamientu previstu en 2018.^[13]

A diferencia d'otros observatorios propuestos, la mayoría de los cualos yá fueron cancelaos o puestos n'espera, incluyendo'l Terrestrial Planet Finder (2011), Space Interferometry Mission (2010), Laser Interferometer Space Antenna (2011), y el International X-ray Observatory (2011), el telescopiu JWST ye la postrera gran misión astrofísica de la NASA en ver la lluz del día. Cola cancelación del Proyeutu Constelación (2010) y el retiru del Tresbordador Espacial (2011), ye unu de los pocos grandes proyeutos espaciales restantes de la NASA.

Los retrasos y los aumentos de costos del telescopiu pueden ser comparaos colos del telescopiu espacial Hubble.^[14] Cuando s'empecipió formalmente en 1972, lo que vieno ser conocíu como'l Hubble tuvo un costu de desenvolvimientu envaloráu de 300 millones de dólares (o alredor de mil millones de dólares en 2006),^[14] pero nel momentu que foi puestu n'órbita en 1990, costó alredor de cuatro veces más.^[14] Amás, los nuevos preseos y les misiones de caltenimientu aumentaron el costu de siquier 9000 millones en 2006.^[14]

Un artículu de 2006 na revista Nature señaló qu'un estudiu realizáu en 1984 pol Conseyu de Ciencies del Espaciu, envaloró qu'un observatoriu infrarroxu de próxima xeneración costaría 4000 millones de dólares (cerca de 7000 millones de dólares en 2006).^[14]

Otros conceutos importantes de telescopios qu'o bien son cancelaos, estúdiense, o nun s'averen al llanzamientu inclúin el MAXIM (Microarcsecond X-ray Imaging Mission), SAFIR (Single Aperture Far-Infrared Observatory), SUVO (Space Ultraviolet-Visible Observatory), SPECS (Submillimeter Probe of the Evolution of Cosmic Structure), y los antes mentaes TPF, SIM, LISA y IXO.

El JWST ye la maduración de los planes del Next Generation Space Telescope (NGST). Dellos conceutos enantes llexaos son los 8 metros d'apertura, órbita de 3 AU y la misión del telescopiu precursor NEXUS.^[15][16] Prefirióse centrase nel curtiu y medianu infrarroxu, por trés razones principales: los oxetos d'altu fana en candia tienen les sos emisiones visibles movíes nel infrarroxu, los oxetos fríos como los discos de polvu y planetes emiten con mayor intensidá nel infrarroxu, y esti grupu ye bien malo d'estudiar dende tierra o polos telescopios espaciales esistentes como'l Hubble.

El JWST tien una masa previsto d'alredor de la metá de la del Hubble, pero'l so espeyu primariu (reflector de beriliu recubiertu d'oru con un diámetru de 6,5 metros) tien una área de receición cinco vegaes mayor (25 m² frente a 4,5 m²). El JWST ta empobináu escontra l'astronomía d'infrarroxu cercanu, pero tamién puede vese la lluz visible de color naranxa y colloráu, según la rexón del infrarroxu mediu, dependiendo del preséu.

El trabayu de desenvolvimientu tempranu d'un socesor del Hubble ente 1989-1994, llevó al conceutu del telescopiu Hi-Z,^[17] un telescopiu d'infrarroxos de 4 metros d'apertura, saliendo a 3 UA de la so órbita.^[18] La órbita distante ayuda a amenorgar el llixeru ruiu de la lluz zodiacal.^[18] Na era de "más rápidu, meyor y más baratu" a mediaos de la década de 1990, los líderes de la NASA impulsaron un telescopiu espacial de baxu costu con un espeyu primariu de 8 metros de diámetru.^[19] La resultancia fueron los planes pa un NGST por 500 millones de dólares, 8 metros d'apertura y allugáu nel L₂.^[19] Pal 2002, el conceutu maureció hasta convertise nuna realidá téunica, que s'amenorgó a 6 metros d'apertura y el costu envalorar n'alredor de 2500 millones de dólares.^[14]

Elementos pal diseñu unviar dende:

• Goddard Space Flight Center^[20]
• Ball Aerospace^[21]
• Lockheed Martin^[22] (ganador Fase A)^[9]
• TRW^[23] (ganador Fase A^[9] y escoyíu como contratista principal).^[24]

En 2002, TRW foi mercáu por Northrop Grumman.

La misión primaria del JWST tien cuatro oxetivos principales:

• Buscar la lluz de les primeres estrelles y galaxes formaes tres el Big Bang
• Estudiar la formación y evolución de les galaxes
• Entender meyor la formación d'estrelles y planetes
• Estudiar los sistemes planetarios y los oríxenes de la vida

Por cuenta de la combinación ente'l fana en candia, l'escurecimientu por cuenta de les nubes de polvu interestelar y les baxes temperatures de munchos de los oxetos a estudiar, el JWST va operar a llonxitúes d'onda infrarroxes, nun rangu d'ente 1 y 27 micrómetros. P'asegurase que les observaciones nun tean interferíes poles emisiones infrarroxes del propiu telescopiu y los aparatos de midida, el conxuntu tien de tar a baxa temperatura. Al atopase bien protexíu del Sol puede algamar aproximao los 50 K (-223 °C). Pa esti fin, el JWST va tener incorporáu una gran placa metalizada, que va bloquiar les emisiones infrarroxes del Sol, la Tierra y la Lluna. El telescopiu va tar alcontráu nel segundu de los puntos de Lagrange, conocíu como L₂, pa facilitar la operación de protexer el telescopiu de les emisiones infrarroxes del Sol y la Tierra. L'observatoriu va llanzar en 2019. Tres un periodu de preparación d'aproximao 6 meses, va empezar la misión científica, que plantégase con una duración mínima de 5 años. Espérase que la duración máxima sía de 10 años, y l'observatoriu ta siendo diseñáu teniendo bien en cuenta esto.

El JWST va tener una masa d'aproximao la metá que la del telescopiu espacial Hubble; el so espeyu primariu (un reflector de 6,5 metros) va tener una área 6 vegaes mayor. Como esti diámetru ye enforma mayor que cualquier vehículu de llanzamientu actual l'espeyu va tar compuestu de 18 segmentos hexagonales, que van esplegase dende'l telescopiu una vegada llanzáu. Pequeños motores d'alta sensibilidá van asitiar los segmentos del espeyu en posición, que una vegada asitiaos escasamente van movese. En telescopios terrestres como'l Keck en Ḥawai los segmentos del espeyu afáense de cutio pa compensar los efeutos de la distorsión atmosférica. Esto ye llamáu óptica adaptativa.

N'abril de 2006 el programa foi revisáu, siguiendo l'exemplu de la revisión que tuvo llugar yá n'agostu de 2005, pa comprobar si ye necesariu dalguna medría nel presupuestu. En xineru de 2007 el programa pasó una revisión pa determinar si los diseños y teunoloxíes propuestos tán disponibles anguaño. En marzu de 2008 el proyeutu completó la so revisión preliminar de diseñu. El programa JWST taba a fines del 2009 na fase de diseñu final y fabricación (Fase C). El so próximu puntu de revisión ta planiáu pa marzu del 2010. La integración de los distintos elementos na nave, según les pruebes finales, van llevar unos 22 meses (dende 2011 a 2013), dempués de lo que va poder ser finalmente llanzáu.

Prevese que l'observatoriu cunte colos siguientes preseos:

• Optical Telescope Element (OTE)
• Integrated Science Instrument Module (ISIM)
• Near InfraRed Camera (NIRCam)
• Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec)
• Fine Guidance Sensor (FGS)
• Mid Infrared Instrument (MIRI)

• JWST na NASA
• JWST na Axencia Espacial Europea