A apenas unas horas de las esperadas primeras imágenes del telescopio espacial James Webb (JWST, NASA), y aunque no suelo hacer entradas entre semana, os cuento lo imprescindible que tenéis que saber (y que es muy probable que sepáis a estas alturas) de este telescopio espacial que promete una nueva era en la astronomía observacional tal y como lo supuso su antecesor el telescopio espacial Hubble (HST, NASA) cuando empezó a ser operativo, allá por 1990.
El HST [1] es un telescopio de un único espejo de 2,5 metros de diámetro en órbita terrestre a casi 600 kilómetros de altura, que se concibió para poder ser revisado y actualizado en órbita por el programa de lanzaderas espaciales de la NASA (como ocurrió en 5 ocasiones). Su potencia ha generado más de 5000 artículos científicos directos en muchas disciplinas de la astrofísica al eliminar la distorsión de la atmósfera terrestre en las imágenes, pero también ha cautivado por la belleza de las imágenes, algunas tan icónicas como los pilares de la creación en la nebulosa M16 [2]. El HST trabaja en longitudes de onda de: UV, Visible e IR cercano.
El JWST [3] fue lanzado por la Agencia Espacial Europea -ESA- (que también colabora en instrumentación del telescopio) el 25 de diciembre de 2021, alcanzando el punto de operación, el punto de Lagrange (L2) del sistema Tierra-Sol [4], el 24 de enero y empezando a desplegar el conjunto de 18 espejos hexagonales que constituyen un espejo único de 6,5 metros de diámetro. Este punto se encuentra a una distancia de la Tierra de casi 1.500.000 Kilómetros lo que imposibilita la asistencia técnica en caso de falla. El James Webb trabaja en longitudes de onda del IR exclusivamente (IR medio).
HST vs JWST. No a escala. Crédito: NASA
La alineación de todos los espejos se realizó con un éxito mayor de lo esperado a mediados de marzo de 2021 [5]. Incluso las imágenes de calibración [6] han logrado levantar altas expectativas al ser brutalmente superiores a las tomadas con otros instrumentos en esa misma zona.
La peculiar configuración del telescopio, hace que un parasol proteja la instrumentación de forma que la parte caliente (que mira al Sol) se encuentre en el rango +10 a +50 grados centígrados, y la parte fría (a la sombra) por debajo de los -250 grados centígrados.
El desarrollo del telescopio empezó en los años 90 y ha sufrido una serie de constantes retrasos, a pesar de su coste total, estimado en unos 10 000 millones de dólares, no se encuentra entre los proyectos más costosos de la exploración espacial. Sin embargo, esperamos resultados asombrosos en la investigación astrofísica de múltiples campos, provocando un «antes» y un «después» del JWST al igual que lo hizo su compañero el HST, que sigue operativo a pesar de sus 32 años en órbita.
Equipo del JWST en….¡2005! Maqueta del telescopio a Escala.
Lleva 4 instrumentos principales para hacer ciencia y uno de guía: NIRCAM (Near Infrared Camera), NIRSpec (Near Infrared Spectrograph), MIRI (Mid Infrared Instrument) y NIRISS (Near Infrared Imager & Slitless Spectrograph) [7] y FGS (Fine Guidance Sensor). De todos esperamos grandes cosas, pero el instrumento desarrollado por la universidad de Montreal (aportación de la Agencia Espacial de Canadá al igual que el FGS) nos va a permitir examinar firmas espectrales de exoplanetas en tránsito, y personalmente, me parece una de las más apasionantes.
Los 4 objetivos principales del telescopio son:
Buscar la luz de las primeras estrellas y galaxias del universo, llegar a donde el HST no puede por el debilitamiento de la luz al recorrer las más lejanas distancias del universo
Comprender la formación y evolución de las galaxias
Comprender la formación de las estrellas penetrando en zonas de hidrógeno molecular (HII) donde solo en el infrarrojo es posible, y con ello conocer mejor la evolución estelar
Estudio de atmósferas de exoplanetas
Lógicamente, el telescopio es multipropósito, y en los próximos años vamos a ver una multitud de descubrimientos por parte de la comunidad astronómica internacional, abrumadores.
El telescopio emplea la red de espacio profundo de la NASA para estar siempre en contacto con la Tierra, y su operador principal será el STSCI de Baltimore [8], de la Universidad Johns Hopkins. Las primeras 460 horas de trabajo científico en 13 programas, se concedieron en 2017, y ocuparán los primeros meses de trabajo del telescopio, que empieza ya.
Los primeros cinco objetivos que se darán a conocer, uno esta misma noche (hora española) desde la Casa Blanca y por el presidente de los EE.UU son:
– Espectro del exoplaneta Wasp96b
– Imagen cúmulo galaxias SMACS0723
-Imagen nebulosa planetaria NGC3132
-Imagen grupo compacto de galaxias, Quinteto de Stephan
– Imagen de la nebulosa de Carina (NGC3372)
¿Estás preparad@ para las primeras imágenes del telescopio más potente del momento?
PD: Enlaces del evento inminente
Interesante y breve vídeo comparativo del HST y JWST:
Presentación de la primera de las cinco imágenes desde la Casa Blanca por el presidente de USA (11 julio, 23 hora Española) y presentación de las primeras imágenes 12 de julio16:30 hora Española):
Una de las cinco imágenes inaugurales del telescopio espacial James Webb fue presentada ayer por el presidente de EE.UU desde la Casa Blanca. Se trata de el grupo de galaxias SMACS0723 con una exposición de 12,5 horas. La imagen muestra lentes gravitacionales en la que se observan galaxias a 4600 millones de años luz, aunque algunas de las débiles se encuentran a 13000 millones de años luz. Es la imagen más profunda del Universo sin tener en cuenta la procedente del fondo de microondas (CMB). Aquí tenéis una comparativa del telescopio espacial Hubble y la presentada ayer del James Webb. Por cierto, ¡Ojo con el tema de las distancias en el universo! Para info más completa os recomiendo esta entrada:
Las primeras imágenes del nuevo telescopio espacial James Webb, ya son una realidad. Ahora empieza la ciencia con el instrumento; nuevos y sorprendentes descubrimientos están esperando ser desvelados. Aquí os dejo el enlace para descargarlas con alta calidad y que podáis tener toda la información que la NASA ha ofrecido ¡Disfrutadlas!
[4] No es el primer telescopio espacial que opera en esta ubicación, WMAP, HERSCHEL, PLANCK o GAIA también han trabajado (o trabajan) en esta zona orbital.
Lo mejor de lo previsto para 2022(Exploración espacial)
Marcados sanitariamente y socialmente por la pandemia, la ciencia de la astronomía y la tecnología de la exploración espacial – bastante vinculada en muchos casos con la primera- han sufrido algunos retrasos en estos dos años, pero por fortuna, la prudencia, la propia ciencia y las medidas sanitarias han permitido que, en líneas generales, se estén cumpliendo objetivos y resultados sin grandes retrasos.
Como dijo alguien en algún momento y en algún lugar, «la ciencia no depende de que creamos en ella o no», y añadiría modestamente que tampoco depende de las trabas que la naturaleza y las personas le ponga en el camino, tan solo de nuestra perseverancia y convicción -en base a evidencias y resultados- que estamos en el camino correcto, incluso cuando cuesta mantener el estado anímico.
En las líneas de hoy, donde estoy seguro me dejo fuera un número no poco importante de proyectos algunos de los cuales alcanzan objetivos el presente año- vamos con la exploración espacial, y dentro de siete días abordaremos lo mejor de lo previsto para la astronomía. Espero que os guste tanto esta entrada como la próxima.
La exploración espacial en 2022
El año pasado batimos los récords de lanzamientos orbitales. China destacó como potencia espacial liderando el número de estos lanzamientos. Lo que hemos visto de la Agencia Espacial China (CNSA) estos últimos años supera todas las expectativas que pensábamos eran capaces de alcanzar, en parte por por la bastante opaca información procedente del país asiático. Recordemos algunos de sus hitos; inició espectacularmente su andadura con el rover Yutu-1 de exploración en la Luna (Chang’e 3 en 2013), para posteriormente poner un rover de exploración en la cara oculta de la Luna -Yutu 2- (3 años en activo y funcionando actualmente), retorno autónomo de muestras desde nuestro satélite (Chang’e 5, 2020), nueva estación espacial propia en órbita de la Tierra ya habitada incluso con un período de hasta 6 meses (2021), llegada a Marte con un orbitador, un aterrizador y un rover explorador (2021), desarrollo de nuevos y potentes cohetes para abordar los mismos retos que en occidente se están definiendo claramente: regreso tripulado a la Luna, abaratamiento de lanzamientos orbitales mediante reutilización, nuevos y más eficientes motores, hoja de ruta para la minería espacial y hoja de ruta para llevar las primeras tripulaciones humanas a Marte en algo más de una década, como tarde, en dos.
Sin más preámbulos, y sin detalles técnicos que exceden la finalidad de la entrada -aunque para ello os referencio al final los enlaces adecuados como es habitual- vamos a allá con lo que seguro será más destacable y que posiblemente nos va a emocionar en esta nueva época dorada de la exploración espacial.
Maquinas entre los mundos del sistema solar
De forma destacable se mantienen operativos los rovers en la superficie de Marte, los de NASA el Perseverance y su pequeño helicóptero Ingenuity (y sus actuales 18 vuelos a fecha de hoy), así como el muy veterano rover Curiosity. También el análogo Chino ZhuRong, así como su orbitador. A destacar a nivel estético los selfies que se han realizado ambos, -realmente curiosos-. Orbitadores activos hay varios en Marte tanto de NASA, de ESA como de ISRO y EAU, pero lo que ha realizado China (CNSA) es digno de resaltar como proeza, al ser su primer intento sobre el planeta rojo un absoluto éxito. En superficie, el aterrizador Insight (NASA) para conocer e interior del planeta y con estación meteorológica española (la tercera en el planeta), continua parcialmente activa, y estos últimos días con algunos problemas debido al polvo marciano.
Selfies del aterrizador y rover (izquierda) y del orbitador (derecha) de la CNSA llegados a inicios de 2021. No se trata de ilustraciones ni montaje. Créditos: CNSA
En la Luna también continúa activo el rover Yutu-2, dando una lección de aterrizaje en zonas complicadas (precisa de un pequeño orbitador lunar para sus comunicaciones con la Tierra) y durabilidad, acaparando recientemente la atención por una formación extraña fotografiada hace unas semanas cerca del horizonte y cuyo misterio ha quedado completamente despejado al acercarse a la misma.
En Júpiter, el orbitador Juno (NASA) sigue estudiando la compleja atmosfera de Júpiter y devolviéndonos imágenes fantásticas a poca altura de las nubes superiores -recordando que su cámara no es precisamente uno de sus instrumentos estrella-.
Júpiter desde la Juno. Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS
Respecto a misiones para nuestro conocimiento de cuerpos menores como cometas, asteroides y planetas enanos -de todos los estamos viviendo un cambio de paradigma en su conocimiento-, destacan las centradas en las que deben de marcar una hoja de ruta para la futura minería espacial (en la Luna y asteroides) y las de la defensa planetaria contra posibles impactos de cometas y asteroides con nuestro planeta. Soy consciente que aún puede sonar a ciencia ficción, pero estamos dando los primeros pasos en esa dirección de forma clara.
La misión Lucy (NASA) -que recibe su nombre de la famosa Australopithecus- está de camino a los asteroides troyanos del planeta Júpiter, considerados por los astrónomos planetarios como auténticos fósiles de nuestro sistema solar más primitivo, del cual cada vez nos surgen más preguntas que respuestas. Una misión de largo período (20 años) que nos devolverá información de gran interés sobre los «ladrillos» que formaron los planetas, aunque la llegada al primer troyano del planeta no sucederá hasta el año2027 [1].
Página Web de la misión Lucy de NASA. Captura de pantalla.
La misión Osiris-Rex (NASA) está camino de retorno con material tomado en el asteroide Bennu (500 metros de diámetro) tras permanecer dos años en su órbita estudiándolo, pero no llegará a nuestro planeta hasta el 2023 [2]. Este asteroide es uno de los considerados asteroides cercanos a la Tierra (NEO o NEA) y que son objetos de especial interés, que vemos como se acrecienta en los últimos años [3].
Captura de pantalla de publicación en Icarus sobre cálculos de trayectoria de Bennu basados en datos de la OSIRIS-REx.
Dentro de los asteroides cercanos a la Tierra, tenemos un grupo que consideramos potencialmente peligrosos (PHA) y que tienen una especial atención por un posible impacto futuro con nuestro planeta. Bennu es precisamente uno de ellos, aunque no se acercará a nuestro planeta de forma destacable hasta el año 2135 [4], por lo que saber más sobre su composición es sin duda interesante por varios motivos.
No será el primer retorno de muestras, recordemos que la Agencia Espacial Japonesa (JAXA), ya lo ha realizado de forma exitosa en dos ocasiones, especialmente positiva fue la segunda, con la misión Hayabusa 2 [5] sobre el asteroide Ryugu (retorno en diciembre de 2020), un asteroide también de tipo NEA.
Si pensamos que estos pequeños cuerpos no son por sí mismos lo suficientemente interesantes para conocer mejor la propia formación del sistema solar, quizás sí que sean más interesantes para desarrollar métodos técnicos con la finalidad de asegurar nuestra propia supervivencia como especie. Y para ello tenemos en misión la sonda DART (NASA) [6] rumbo a un asteroide cercano a la Tierra. Esta misión que partió el pasado año tiene como finalidad estudiar como la propia sonda, convertida en un impactador cinético, desvía una pequeña luna de unos 150 metros del asteroide Dydimos, de unos 800 metros, que también es un NEA. El impacto alterará el periodo de translación del pequeño satélite que será observable desde telescopios basados en tierra, y podremos llegar a conclusiones sobre la efectividad de este método. En septiembre tendremos el impacto de la misión e inicio de observaciones sobre el efecto del mismo. Aunque la Agencia Espacial Europea debe participar en el proyecto con el envío de una segunda nave, HERA, para la observación cercana en los próximos años [7], los plazos intuyo aún no están claramente establecidos.
Ilustración de la misión DART. Crédito NASA.
Por cierto, esta no es la primera misión de impacto, ya existió una misión de NASA denominada Deep Impact (si, de nombre como la película de Hollywood) que lanzó un impactador cinético sobre el cometa 9P Tempel 1 en 2005. Aunque el impactador abrió un cráter estimado en más de 100 metros en la superficie del cometa que tiene un tamaño de 14×4 kilómetros, no se detectó ningún cambio orbital del cuerpo, aunque tampoco se esperaba este efecto.
Impacto sobre el cometa Tempel 1 de la Deep Impact. Ni se inmutó (como se esperaba). Crédito: NASA
Qué la Tierra tendrá un nuevo impacto con un cuerpo celeste, de tipo cometa o asteroide, no lo duda nadie (de los especialistas en impactos), pero como se ha dicho en sucesivas ocasiones, solo debemos determinar cuándo. Por tanto, que se inicien este tipo de misiones de una forma sistemática para establecer los recursos que son efectivos para desviar un asteroide en rumbo de colisión, no tiene precisamente poca importancia, y el tiempo no corre a nuestro favor, como casi nunca.
Desde el punto de vista de conocimiento de estos cuerpos, pero también desde el interés subyacente en cuanto al económico de explotación, no se nos escapa la misión Psyche (NASA) [8] que será lanzada durante el verano del presente año y con destino al asteroide de homónimo nombre situado en el Cinturón Principal de asteroides (entre Marte y Júpiter), uno de los asteroides más metálicos conocidos -de unos 200 kilómetros de diámetro- y cuyas hipótesis sobre sus orígenes pasan por ser el núcleo metálico de un cuerpo mucho mayor en el pasado de nuestro sistema solar.
La misión al asteroide Psyche. Captura de pantalla de la página web de la misión (NASA)
Manteniendo el interés no solo por el conocimiento, si no por la predicción del comportamiento solar que puede afectar en mayor o menor medida a las comunicaciones electromagnéticas de nuestra sociedad moderna, tenemos a la Sola Parker Probe (NASA)[9] en acercamientos cada vez más próximos y veloces (batiendo récords absolutos) a nuestra estrella para estudiar especialmente la estructura de la intrigante corona solar. La que se ha venido a llamar «nave que tocará el Sol» en su último sobrevuelo en diciembre de 2021 dentro de la zona de la corona solar pasó a solo 15 radios solares. Durante este mes tendrá otro sobrevuelo coronal, si bien el más cercano se producirá en 2025.
Sobrevuelo de la corona solar por la Parker Solar Probe. Crédito: NASA
El Sol, con un ciclo de actividad aún poco entendido, también está siendo estudiado de cerca por una sonda europea menos mediática, la Solar Orbiter (ESA) [10], aunque esta nave no se acercará más allá de los 40 millones de kilómetros.
Ya que mencionamos a la Agencia Espacial Europea y las calurosas cercanías a nuestra estrella, no podemos dejar de citar la misión Bepi Colombo (ESA-JAXA) [11] que hará su segundo sobrevuelo de Mercurio durante este verano, para ir consiguiendo una órbita circular alrededor del planeta menos explorado de nuestro sistema solar, que no conseguirá hasta 2025.
El año 2022 es también el del lanzamiento del rover europeo a Marte, exoMars2020 [12] tras el retraso de la ventana de oposición de hace dos años. Los europeos nos jugamos bastante en esta misión, los dos intentos de aterrizar en el planeta rojo fueron «litofrenados» (estrellados contra la superficie) que dieron al traste con nuestras expectativas. Ahora, con la experiencia aprendida, lanzamos en septiembre un rover, el Rosalind Franklin, y un aterrizador cuya parte es a cargo de la Agencia Espacial Rusa (ROSCOSMOS). Hablaremos de ello en una próxima entrada durante el año.
Para ir finalizando, entre los que considero principales hitos que vamos a ver este año, no puedo olvidarme del despliegue del telescopio más grande y complejo enviado al espacio para estudiar el universo, el telescopio espacial James Webb (JWST) [13]. En el momento de escribir estas líneas, el telescopio ha desplegado su espectacular pantalla de protección solar (del tamaño de una pista de tenis) y las celdas que componen su espejo segmentado de 6,5 metros de diámetro, muy cerca del punto de Lagrange 2 (L2) de la órbita terrestre (Tierra-Sol), a más de 1 millón de kilómetros de distancia de nuestro planeta. Una nueva época de la exploración astronómica está a punto de empezar, y sin duda volveremos en pocos meses a hablar intensivamente de este magnífico instrumento.
Captura de pantalla de la Web del James Webb Space Telescope (NASA), del pasado 13 de enero
Humanos entre mundos del sistema solar
Cerca de nuestro mundo tenemos que destacar la actividad en la Estación Espacial Internacional (ISS) que continúa teniendo una operatividad magnifica a pesar de pequeños sustos. El módulo ruso Nauka por fin ha sido acoplado a la ISS y este año hemos visto como las misiones tanto de transporte de astronautas como de aprovisionamiento a cargo de la empresa privada de Elon Musk se han convertido en subcontratas habituales de NASA. Las misiones Dragon Crew y Dragon Cargo, con la filosofía de reaprovechamiento de sus lanzadores (Falcon 9) han constituido sin duda un triunfo para Space X, incrementado su superioridad tras los fracasos de su principal competidora y habitual subcontrata de NASA, la todopoderosa Boing y su cápsula espacial StarLiner, cuyo vuelo de prueba de atraque a la ISS esperamos ver despegar este año.
Además, si el año pasado supuso la irrupción definitiva del turismo espacial (tanto suborbital a cargo de las empresas de Blue Origin y Virgin Galactic, como orbital a cargo de Roscosmos y Space X), este año se consolidará especialmente el orbital. Más caro, más complejo, pero mucho más astronáutico. La confirmación por parte de NASA de alargar la vida útil de la ISS hasta al menos 2030 y la renuncia al abandono del sector ruso que había sido anunciado por parte de ROSCOSMOS, nos permitirá ver vuelos de empresas privadas emergentes en turismo espacial con estancias en la ISS a cargo de Space X especialmente. Así este próximo mes de marzo veremos llegar la Axiom-1 con el astronauta hispano-estadounidense López Alegría como comandante de misión.
Logo de la misión privada a la ISS de la empresa Axiom Space de turismo espacial, contratando los servicios de Space X para llegar (y permanecer alojados unos 7 a 10 días) a la ISS
Mientras tanto, la Agencia Espacial China continuará completando su nueva estación espacial, que ya ha visto la estancia durante 6 meses de una tripulación de tres astronautas. La idea es que la estación, al igual que la ISS, permanezca continuamente habitada y operando.
Pero 2022 va a destacar con dos proyectos estrella que hemos dejado para el final de esta entrada y sí que tienen que ver con la exploración humana más allá de la Tierra.
No se nos escapa a nadie que, antes de finalizar el primer semestre del año, la NASA habrá sido de capaz de lanzar el primer cohete SLS (Artemisa-1)[14] con la capsula Orión para orbitar la Luna y regresar a la Tierra. Se trata del primer vuelo sin tripulación del gigante cohete SLS que tratará de devolver astronautas a la Luna tras unos 50 años del programa Apolo. Aunque la fecha del alunizaje humano en el sur de la Luna estaba prevista para 2024, organismos de la propia agencia espacial ponen en duda esta fecha, siendo aparentemente más realista 2025 o incluso 2026. En todo caso estamos a muy poco tiempo de esta nueva proeza humana.
Artemisa 1 en el edificio de ensamblaje de Cabo Kennedy. Cohete SLS-1 plenamente ensamblado y preparado para las últimas pruebas. Crédito: NASA
El cohete más potente desarrollado por NASA desde el Saturno V (el que nos llevó a la Luna), lleva numerosos retrasos y una tecnología no re-utilizable que pone en duda su viabilidad en el futuro. Además, el programa lunar depende de la subcontrata con Space X del módulo lunar, que está compuesto por una nave Starship lunar, después de la polémica suscitada y ya resuelta legalmente con su competidor Blue Origin.
Pero antes de este impresionante lanzamiento que veremos en directo sin duda, nos toca presenciar el lanzamiento de la Starship Heavy[15] a partir de febrero de este año. El más potente, innovador y aventurado proyecto de Elon Musk, la nave que, en sus propias palabras, nos llevará a Marte en menos de una década (no pasa desapercibido su exceso de optimismo). Ya hemos visto por una parte las pruebas con la Starship en BocaChica (Texas), y también la sección heavy (actualmente la BN4). Incluso hemos visto en directo (existen cámaras que emiten 24 horas de forma ininterrumpida desde la Starbase) el ensamblado de todo el cohete. La FAA, salvo sorpresa, le concederá a Space X el permiso para ejecutar el primer vuelo de prueba de este súper cohete a partir de finales de febrero de este año, y veremos rugir a la bestia que está destinada a convertirse en la estrella de las misiones a la Luna y al planeta Marte.
Captura de pantalla de las emisiones en directo desde BocaChica. Prueba de acople de la Starship SN20 con el BN4.
El plan de Musk incluye hacer volar unas 10 misiones de prueba este tipo este año, si la producción de sus innovadores motores no le da ningún susto, estamos a punto de asistir a una nueva era de la exploración espacial de mundos cercanos por parte de los humanos, pura ciencia ficción hace poco tiempo. Y si hace 20 años Musk era tildado de millonario excéntrico con caprichos espaciales fantasiosos, hoy su empresa, con su lanzador estrella Falcon 9 (y Falcon 9 Heavy), está plenamente consolidada en sector aeroespacial.
Crédito: everydayastronaut.com
Esta década promete grandes cosas en exploración espacial, no os la perdáis.
¡Gracias por leerme!
Actualización (abril 2022)
La guerra de Putin en Ucrania ha cambiado las cosas previstas. Podéis seguir en este blog los cambios, los más significativo, la ruptura entre ROSCOSMOS y NASA/ESA. La misión EXOMARS 2020 que iba a ser lanzada a finales de este año -tras el retraso por la Pandemia- por la agencia rusa , ha quedado suspendida de forma indefinida y almacenada en Italia. ROSCOSMOS hace amagos del abandono repentino de la ISS, pero todo eso lo vamos viendo en este blog. Una situación triste, que la mayoría de los científicos e ingenieros implicados en esta nueva era de exploración espacial, estoy seguro no desean.
A todo esto, una tragedia humana brutal en Ucrania, que pensábamos era cosa del siglo pasado en las imágenes de devastación que no esperábamos.
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