El sucesor del James Webb: así diseña la NASA el telescopio que podría descubrir mundos habitables
El trabajo previo al lanzamiento a los grandes telescopios de la NASA empieza más de una década antes de su lanzamiento. En ocasiones, antes de que el anterior haya despegado siquiera, es el caso del Habitable World Observatory (HWO). Actualmente se encuentra en las fases iniciales de diseño del esquema óptico, es decir, cómo será el espejo con el que mirará al universo. Debido a que la NASA tomó una decisión salomónica sobre el propósito y diseño aproximado del nuevo aparato está habiendo una gran discusión sobre cómo cerrarlo.
Despertando a los demonios que no se han enterrado aún
Cuando los efectos del sobre coste de lanzar el James Webb no han terminado, la NASA está decidiendo nuevamente embarcarse en un proyecto de diez cifras. Pero la división de astrofísica, encargada de desarrollar y costear estos aparatos, se lo está pensando mucho antes de tomar una decisión.
Hace dos años y medio la NASA anunció que de todos los planes para su propio mega telescopio la mejor decisión era fusionar dos de ellos, pero, Habex y LUVOIR B eran radicalmente diferentes.
Por un lado, LUVOIR B era un telescopio que en diseño se asemejaba al James Webb, pero que estaría centrado en los espectros de luz Ultravioleta, Visible e Infrarrojo cercano. Por contra, aunque Habex estaba pensado para observar en el mismo espectro, su misión y componentes se centraban en investigar exoplanetas. El equipo de la misión planteaba un esfuerzo diez mil millonario para encontrar no tanto vida, como planetas que permitieran vida. Aunque, su propuesta no llegaba a tan magna cifra, si no que se quedaba en unos 6 mil millones de dólares, añadiendo los normales retrasos y sobrecostes si la alcanzaría. Por otro lado, parte del coste se iba también al desarrollo de una sombrilla espacial. Esta nave volaría en formación con el telescopio para ocultar la luz emitida por otras estrellas para mejorar la resolución.
El mayor problema de LUVOIR B es que su coste previsto ya superaba con mucho el del James Webb. Además, los inevitables retrasos y sus sobrecostes asociados implicaban que escogerlo devolvería al departamento a los problemas de las últimas dos décadas. Pero, por otro lado, nadie consideraba la propuesta de Habex como suficiente para ser el próximo mega telescopio de la NASA. Se quedaba corto de aspiraciones con un espejo de apenas 4 metros de diámetro pese a la sombrilla con cierta complejidad técnica también.
La conclusión final fue que había que ir por la vía de en medio, pero es una muy grande. El diseño se mueve entre dos tipos de espejos, colocados de tres formas diferentes con dos metros de diferencia entre el más pequeño y el más grande.
Tres opciones, tres dilemas
Uno de los problemas más habituales cuando se plantea una misión espacial con varios diseños posibles es su peso. Pero en los telescopios el peso no suele ser un problema y, de hecho, pese a sus grandes diferencias de diseño, el peso de las tres propuestas más o menos sería el mismo.
Pero en los grandes telescopios, y de manera más proporcional, en los pequeños también, el tamaño influye mucho. Era prácticamente imposible hacer volar el James Webb en otro lanzador que no fuera el Ariane 5, porque, incluso plegado medía más de diez metros de largo. Este problema lo vuelve a presentar el HWO pero en su diámetro.
De las tres propuestas actualmente estudiadas solo una cabe en un lanzador que no sea la Starship. Para mayor problema, el poco probado New Glenn es la única alternativa para la más simple de todas.
Esta primera opción usa la misma tecnología de espejo que el JWST, pero, usaría un hexágono más para formar un espejo de 7,2 metros de diámetro. Esto equivaldría a usar un espejo monolítico de 6 metros, pero sin los problemas de construir una lente tan grande.
La segunda propuesta es un sistema doble, por un lado, porta una lente de 3 metros de diámetro monolítica, más grande incluso que la empleada por el Hubble. Además, tendría alrededor 6 segmentos de escudo que impulsarían el tamaño total hasta los 6 metros. Este complejo sistema permitiría paliar los posibles defectos que presentase la óptica, pero usando a su vez un espejo monolítico que cuenta con sustanciales ventajas para su misión.
La última propuesta es sustancialmente más grande con una propuesta de 34 espejos circulares. Esta forma ayudaría a mitigar los problemas que presenta usar un espejo segmentado. Lo que generaría un espejo de
Para lograr la suficiente resolución en el observatorio se propone que el espejo secundario se encuentre fuera del eje óptico del principal. Por problemas de espacio esta solución solo se plantea para las primeras dos propuestas, la tercera perdería este punto a favor.
Este nuevo telescopio contará con al menos una forma de ocultar la luz de estrellas. Un coronógrafo es un instrumento que permite ocultar la luz emitida por una estrella. Eso permite observar directamente los planetas que la orbitan, así HWO podrá estudiar las atmósferas de mundos alienígenas. Entre los requisitos de la misión está analizar al menos veinticinco de mundos similares a la Tierra.
Para lograrlo quizá requiera del Starshade, literalmente “sombrilla de estrellas”. Pero en el paso de Habex a HWO parece que se perdió la necesidad, a costa de incluir el coronógrafo.
Con los recortes implementados por la administración Trump es más que previsible que este observatorio se lance más cerca de 2050 que de 2040. Incluso más allá, actualmente su lanzamiento está previsto para la década de 2040, así que acabar en 2055 esperando su lanzamiento es una posibilidad muy real. La forma que tenga al final dependerá de las decisiones que se tomen hoy, tomando en consideración también la experiencia adquirida con el James Webb. Y el presupuesto que se invierta debe tener en consideración que este telescopio podría encontrar un mundo más allá de la Tierra donde podamos habitar.
Especialista en el programa espacial indio.
Universidad de Oviedo.
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