El telescopio espacial James Webb

Estado
En desarrollo.

Objetivo
Sucesor del Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio Espacial James Webb (JWST) nos ayudará a saber más sobre los orígenes del Universo al observar la luz infrarroja procedente de las galaxias más jóvenes y, posiblemente, las primeras estrellas. Mostrará con todo detalle cómo se forman las estrellas y los sistemas planetarios, y nos permitirá estudiar tanto los planetas de nuestro Sistema Solar como aquellos que orbitan otras estrellas.

Misión
El JWST está diseñado para expandir los éxitos científicos de Hubble. Se trata de un telescopio ‘frío’, pues está diseñado para operar a muy bajas temperaturas (alrededor de -230° C). De esta forma, ofrecerá una vista inédita del Universo a longitudes de onda del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio, y permitirá a los científicos estudiar una gran variedad de objetos celestes, desde planetas del Sistema Solar hasta estrellas cercanas, y desde nuestras galaxias vecinas hasta los confines del Universo más distante. El JWST funcionará durante un mínimo de cinco años, aunque se ha planificado para que alcance los diez años de operación.

Características especiales
El JWST es muy grande: su espejo primario presenta un área siete veces mayor que la del Hubble, por lo que es mucho más sensible. El JWST combinará una excelente calidad de imagen, un gran campo de visión y un bajo nivel de luz de fondo con un entorno altamente estable. Todas estas características distinguen al JWST de otros observatorios existentes y previstos, y abrirá un nuevo horizonte de descubrimientos científicos. 

La nave
El JWST se lanzará a bordo de un cohete Ariane 5 ECA desde el Puerto Espacial Europeo de Kourou (Guayana Francesa). Uno de los desafíos técnicos es introducir el telescopio de 6,5 m y su parasol, aún más grande, en un cohete de 5 m de diámetro, lo que se ha descrito como ‘algo parecido a meter un barco en una botella’. Así, el JWST se lanzará plegado para abrirse una vez en el espacio, durante las tres primeras semanas del viaje hasta su órbita final alrededor del punto de Lagrange L2.

Además de los espejos del telescopio, la nave y su enorme parasol, el observatorio JWST cuenta con cuatro instrumentos científicos montados tras el propio telescopio.

La Cámara para el Infrarrojo Cercano (NIRCam) está diseñada principalmente para estudios de imágenes y detección de objetos tenues. Las tareas para las que NIRCam puede resultar fundamental incluyen: buscar las estrellas, cúmulos estelares y núcleos de galaxias primigenios, formados tras el Big Bang; estudiar galaxias distantes en proceso de formación o fusión; detectar distorsiones de la luz debidas a la materia oscura; descubrir supernovas en galaxias remotas y estudiar la población estelar de galaxias cercanas, las estrellas jóvenes de la Vía Láctea y objetos en el Cinturón de Kuiper de nuestro Sistema Solar.

El Espectrógrafo para el Infrarrojo Cercano (NIRSpec) obtendrá espectros de más de cien galaxias o estrellas simultáneamente y es sensible en un intervalo de longitudes de onda que coincide con la emisión máxima de las galaxias más distantes. Los principales objetivos científicos de NIRSpec son el estudio de la formación de estrellas y la abundancia química de galaxias jóvenes distantes; el seguimiento de la creación de los elementos químicos en el pasado y la exploración de la historia del medio intergaláctico, como la materia gaseosa que ocupa los grandes volúmenes de espacio entre galaxias. NIRSpec también se empleará para estudiar las propiedades y la composición de las atmósferas de los planetas extrasolares.

El instrumento Cámara y Espectrógrafo para el Infrarrojo Medio (MIRI) resulta esencial para estudiar poblaciones estelares extremadamente antiguas y distantes; regiones de intensa formación estelar ocultas tras gruesas capas de polvo; emisiones de hidrógeno procedentes de distancias impensables hasta el momento; la física de las protoestrellas; objetos del Cinturón de Kuiper y cometas tenues. También se empleará para estudiar planetas extrasolares.

El cuarto instrumento es la Cámara para el Infrarrojo Cercano y Espectrógrafo sin Ranura (NIRISS). En el modo de espectroscopia sin ranura, permitirá obtener espectros de todos los objetos en su amplio campo de visión. Además, ha sido diseñado para facilitar la recuperación de estos espectros aunque se solapen. También incluye un modo de observación espectroscópica optimizado para la espectroscopia exoplanetaria, aunque se espera que contribuya en todas las cuestiones científicas de la misión.

Para facilitar la orientación estable al nivel de miliarcosegundo que el JSWT necesita para alcanzar sus objetivos científicos, el telescopio también está equipado con un Sensor de Guiado Fino (FGS).

El viaje
El JWST se lanzará a bordo de un Ariane 5 desde el Puerto Espacial de Kourou en octubre de 2018. La temperatura de la nave debe descender hasta unos -230 ºC para que la emisión infrarroja de los propios instrumentos no sobrepase las leves señales de los objetos observados. Por este motivo, orbitará el punto de Lagrange L2, a 1,5 millones de kilómetros de la órbita terrestre en sentido contrario al Sol. Esta ubicación sigue a la Tierra mientras gira alrededor del Sol. Ofrece una vista del cosmos más clara que la órbita terrestre, que obligaría a la nave a cruzarse una y otra vez con la sombra de la Tierra, lo que haría que se calentase y enfriase alternativamente, distorsionando su vista. Libre de estas restricciones y lejos del calor que irradia la Tierra, el punto L2 ofrece un punto de vista mucho más estable.

La historia
El Telescopio Espacial James Webb anteriormente se denominó Telescopio Espacial de Nueva Generación (NGST). Su lanzamiento está previsto a bordo de un cohete Ariane 5, siguiendo los pasos del Hubble. La ESA ha participado activamente en ambas misiones desde el comienzo, lo que ha aportado enormes beneficios científicos a los astrónomos europeos, además de fomentar la competitividad y la cooperación transfronteriza en el ámbito científico europeo en general. La NASA y la ESA, junto a la agencia espacial canadiense CSA, llevan colaborando en la misión JWST desde 1997.

Cooperación
El JWST es fruto de la colaboración entre la NASA, la ESA y la CSA.