{"id":12805,"date":"2022-07-20T14:23:06","date_gmt":"2022-07-20T12:23:06","guid":{"rendered":"https:\/\/www.mdscc.nasa.gov\/?p=12805"},"modified":"2022-07-20T14:25:11","modified_gmt":"2022-07-20T12:25:11","slug":"que-ocurrio-durante-las-pruebas-del-telescopio-espacial-james-web","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mdscc.nasa.gov\/index.php\/2022\/07\/20\/que-ocurrio-durante-las-pruebas-del-telescopio-espacial-james-web\/","title":{"rendered":"\u00bfQue ocurri\u00f3 durante las pruebas del Telescopio Espacial James Web?"},"content":{"rendered":"\n
Mientras el mundo se maravilla con la publicaci\u00f3n de las primeras im\u00e1genes del telescopio espacial James Webb, Paul Geithner, subdirector de proyectos de Verificaci\u00f3n t\u00e9cnica del Webb, recuerda otro momento \u00fanico: cuando el equipo del Webb pens\u00f3 en un breve (benditamente breve) momento que hab\u00eda roto parte del observatorio.<\/h2>\n\n\n\n
Una parte de la estructura del Webb, hecha a medida con un compuesto de epoxi de grafito, se someti\u00f3 a las pruebas de vibraci\u00f3n en el Goddard Space Flight Center de la NASA a finales de 2.016. Se agitarton los puntos de conexi\u00f3n de los componentes desplegables del instrumento para ver c\u00f3mo resistir\u00edan. Todo iba bien, hasta que no fue as\u00ed. Hubo un fuerte crujido. El sonido no fue, ni mucho menos, agradable.<\/p>\n\n\n\n
\u00abLa gente dec\u00eda – Oh, Dios m\u00edo, \u00bfacabamos de romperlo?\u00bb Recuerda Geithner. \u201cQuiero decir, sonaba mal. Luego, la prueba se apag\u00f3 autom\u00e1ticamente. Ese fue probablemente el punto m\u00e1s aterrador\u201d.<\/p>\n\n\n\n
No se da\u00f1\u00f3. Se a\u00f1adieron amortiguadores de masa sintonizados a la estructura de soporte del espejo secundario del telescopio para suprimir cualquier resonancia que pudiera amenazar la supervivencia de la estructura durante el lanzamiento. Las pruebas en aquel momento, y en los meses y a\u00f1os siguientes, continuaron mientras el equipo de la misi\u00f3n evaluaba la resistencia del observatorio a las condiciones extremas que encontrar\u00eda, tanto durante el lanzamiento como en su \u00f3rbita de \u00abhalo\u00bb permanente del Punto de Lagrange 2 (L2), m\u00e1s grande que el tama\u00f1o de la \u00f3rbita de la Luna alrededor de la Tierra, equilibrado gravitacionalmente entre la Tierra y el Sol.<\/p>\n\n\n\n
La \u00f3rbita en la que se insert\u00f3 el Webb se debe al matem\u00e1tico y astr\u00f3nomo del siglo XVIII, nacido en Italia, Joseph-Louis Lagrange, quien hizo importantes contribuciones a la mec\u00e1nica celeste y cl\u00e1sica. Lagrange estudi\u00f3 el \u201cproblema de los tres cuerpos\u201d (llamado as\u00ed por los tres cuerpos que orbitan entre s\u00ed) de la Tierra, el Sol y la Luna. Identific\u00f3 cinco puntos en el espacio cercano, L1, L2, L3, L4 y L5, donde los objetos podr\u00edan orbitarse f\u00e1cilmente.<\/p>\n\n\n\n
El observatorio Webb, el telescopio espacial m\u00e1s complejo y poderoso lanzado hasta la fecha, es un ejemplo de c\u00f3mo probar dise\u00f1os y equipos espaciales de \u00faltima generaci\u00f3n en entornos que imitan a los que se encuentran en un vac\u00edo de radiaci\u00f3n fuerte, ultrafr\u00eda y\/o ultracaliente, que puede proteger tanto como sea posible contra los peligros conocidos y, tal vez, incluso los desconocidos.<\/p>\n\n\n\n
El exitoso lanzamiento del Webb, la inserci\u00f3n orbital, las comprobaciones del sistema, el despliegue y, ahora, las espectaculares im\u00e1genes, subrayan el valor de las pruebas. Tal progreso no hubiera sido posible sin un estudio y validaci\u00f3n extensos de todos los sistemas y componentes del Webb antes del lanzamiento y del despliegue del telescopio. Pero una pregunta importante era c\u00f3mo, exactamente, se pod\u00edan realizar las pruebas para un artefacto tan grande.<\/p>\n\n\n
\nLos espejos del telescopio de Webb se probaron en la instalaci\u00f3n criog\u00e9nica y de rayos X Marshall de la NASA.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
La divisi\u00f3n del observatorio<\/strong><\/pre>\n\n\n\n
No fue factible probar la totalidad del Webb en la c\u00e1mara de vac\u00edo m\u00e1s grande de la NASA, dada la necesidad de replicar con precisi\u00f3n el entorno t\u00e9rmico en ambos lados del observatorio en su configuraci\u00f3n desplegada. Un posible enfoque consist\u00eda en construir otra c\u00e1mara m\u00e1s grande, pero los costes de construcci\u00f3n y los retrasos en el cronograma eran prohibitivos.<\/p>\n\n\n\n
La soluci\u00f3n: dividir literalmente el observatorio en mitades que podr\u00edan acomodarse con algunos ajustes y mejoras en las instalaciones, en una variedad de c\u00e1maras de prueba repartidas en los centros de la NASA y en las instalaciones de Redondo Beach, California, del contratista principal Northup Grumman. La verificaci\u00f3n de los despliegues y el balance t\u00e9rmico del Webb ser\u00eda el resultado de la combinaci\u00f3n de muchas pruebas.<\/p>\n\n\n\n
Las estructuras, los componentes, la electr\u00f3nica, los instrumentos y los sistemas del Webb se estudiaron, evaluaron y validaron por miles de cient\u00edficos, ingenieros y t\u00e9cnicos que, en conjunto, construyeron, probaron e integraron el Webb. En total, participaron 258 empresas, agencias y universidades: 142 de Estados Unidos, 104 de 12 pa\u00edses europeos y 12 de Canad\u00e1.<\/p>\n\n\n\n
\u201cNo pod\u00edamos simplemente meter todo el observatorio en una c\u00e1mara de vac\u00edo y duplicar todo al mismo tiempo\u201d, dice Geithner. \u201cPor eso probamos con dos grandes mitades. Result\u00f3 que nuestro enfoque funcion\u00f3\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Las instalaciones de la NASA involucradas en las principales pruebas del Webb fueron las ubicadas en los centros de investigaci\u00f3n de la NASA: el Goddard Space Flight Center, el Johnson Space Center, el Marshall Space Flight Center y el Jet Propulsion Laboratory. Las pruebas criog\u00e9nicas (ultra fr\u00edas) del telescopio, sus componentes y paquetes de instrumentos ocuparon un lugar destacado en esas labores, as\u00ed como las evaluaciones de vibraci\u00f3n y equilibrio t\u00e9rmico.<\/p>\n\n\n\n
\u201cTuvimos que averiguar c\u00f3mo realizar la prueba en dos partes y confiar en que el software certificar\u00eda los resultados de esa prueba\u201d, dice el cient\u00edfico del programa del Webb Eric Smith, ahora jefe cient\u00edfico de la Astrophysics Division en la sede de la NASA. \u201cAs\u00ed fue cuando juntamos las partes, el observatorio funcionar\u00eda en el espacio. He aqu\u00ed que funcion\u00f3 de manera asombrosa\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Conseguir un entorno limpio pero tormentoso<\/strong><\/pre>\n\n\n\n
A partir de julio de 2.017 en el Johnson Space Center, en su instalaci\u00f3n de la Chamber A, los cient\u00edficos e ingenieros tambi\u00e9n sometieron al telescopio \u00f3ptico de Webb y a su m\u00f3dulo de instrumentos cient\u00edficos integrados, conocido como OTIS, a una serie de pruebas de estr\u00e9s por fr\u00edo. Los estudios contaban con una importante verificaci\u00f3n de alineaci\u00f3n de los 18 elementos del espejo primario del Webb, para garantizar que cada uno de los segmentos hexagonales chapados en oro del observatorio, actuara en conjunto como un solo espejo monol\u00edtico.<\/p>\n\n\n\n
Esta fue la primera vez que la \u00f3ptica del telescopio y sus instrumentos se probaron juntos, aunque los instrumentos ya se hab\u00edan sometido previamente a pruebas criog\u00e9nicas en una c\u00e1mara m\u00e1s peque\u00f1a en el Goddard. Ingenieros de Harris Space and Intelligence Systems, con sede en Melbourne (Florida), trabajaron junto con el personal de la NASA para la prueba en el Johnson.<\/p>\n\n\n\n
Antes de colocar al Webb en el interior, los ingenieros del Johnson construyeron una gran sala limpia alrededor de la entrada de la Chamber A. La modificaci\u00f3n, dice Smith, \u201cconvirti\u00f3 una c\u00e1mara \u2018sucia\u2019 en una limpia. Esa fue una gran inversi\u00f3n\u201d.<\/p>\n\n\n\n
La sala limpia permiti\u00f3 sacar al telescopio de su contenedor de env\u00edo, desenvolverlo de la bolsa protectora, desplegarlo, girarlo de horizontal a vertical, colocarlo en su plataforma de prueba y, finalmente, deslizarlo en la c\u00e1mara sobre rieles y colgarlo de las seis largas varillas de suspensi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLa Chamber A fue una elecci\u00f3n bastante obvia, adem\u00e1s de construir una instalaci\u00f3n completamente nueva\u201d, dice Geithner. \u201cFue mucho mejor que empezar de cero. Es una instalaci\u00f3n realmente buena donde puedes hacer un vac\u00edo muy grande\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Mientras que el Webb estaba dentro de la c\u00e1mara, aislado de la luz visible e infrarroja del exterior, los ingenieros lo escanearon usando sensores t\u00e9rmicos y sistemas de c\u00e1maras especializados. Los sensores t\u00e9rmicos controlaron la temperatura del telescopio, mientras que los sistemas de c\u00e1mara rastrearon la posici\u00f3n f\u00edsica del Webb para ver c\u00f3mo se mov\u00edan sus componentes durante el proceso de enfriamiento.<\/p>\n\n\n\n
No todo sali\u00f3 seg\u00fan lo planeado. Aunque los probadores expertos aprenden a esperar lo inesperado, algunos eventos ponen a prueba la paciencia incluso de los mejor preparados.<\/p>\n\n\n\n
\u201cNuestro plan de pruebas fue s\u00f3lido. Nos preparamos mucho en el JSC\u201d, dice Geithner. \u201cPlanificamos y mejoramos para poder sobrevivir a un hurac\u00e1n de 500 a\u00f1os. \u00bfY adivina qu\u00e9 pas\u00f3? El hurac\u00e1n Harvey\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Harvey azot\u00f3 la costa de Texas el 25 de agosto de 2.017 como un hurac\u00e1n de categor\u00eda 4 antes de detenerse sobre el este de Texas y debilitarse hasta considerarse tormenta tropical, donde dej\u00f3 caer hasta 1,27 metros de lluvia en Houston y sus alrededores. A pesar de la vor\u00e1gine, durante 100 d\u00edas seguidos, los miembros del equipo del telescopio Webb en Johnson permanecieron en su lugar para trabajar ininterrumpidamente en tres turnos.<\/p>\n\n\n\n
Surgi\u00f3 otro problema: los suministros de nitr\u00f3geno l\u00edquido, esenciales para mantener las condiciones ultra fr\u00edas en la c\u00e1mara, se estaban agotando. El t\u00e9cnico l\u00edder de la prueba, el gerente del telescopio Lee Feinberg, hizo una llamada de emergencia al proveedor de nitr\u00f3geno, explicando la naturaleza y urgencia de la misi\u00f3n. Los conductores de Austin se apresuraron a entregar y reponer el nitr\u00f3geno l\u00edquido y llegaron justo a tiempo.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLa gente hizo un esfuerzo extra para mantener la prueba en marcha y el hardware seguro\u201d, dice Geithner. \u201cTodos est\u00e1bamos decididos. Est\u00e1bamos comprometidos\u201d.<\/p>\n\n\n
\nWebb emerge de su prueba ultrafr\u00eda en la Chamber A del Johnson Space Center de la NASA.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
La importancia de las pruebas<\/strong><\/pre>\n\n\n\n
No tuvieron el impacto de un hurac\u00e1n, pero otros dos incidentes hicieron que los evaluadores se detuvieran. Las pruebas ac\u00fasticas realizadas en 2.017-18 por Northrop Grumman dieron como resultado la ca\u00edda de varios pernos de bloqueo n\u00b0 4 en el parasol del Webb. Aunque fue, recuerda Geithner, \u00abuna molestia colosal\u00bb cuando los ingenieros trabajaron para resolver el problema result\u00f3 no ser un ca\u00f3tico final. Como \u00e9l se\u00f1ala, \u00abPor eso se prueba, \u00bfverdad?\u00bb<\/p>\n\n\n\n
M\u00e1s cerca del lanzamiento, en diciembre de 2.021, mientras se encapsulaba la carga \u00fatil del Webb, se abri\u00f3 un anillo de interfaz de lanzamiento y, dice Eric Smith, \u201cse fue volando. Afortunadamente, no hubo ning\u00fan efecto. Aun as\u00ed, fue bastante aterrador ver que una parte del cohete se desprendiera as\u00ed\u201d.<\/p>\n\n\n\n
Smith a\u00fan recuerda sus visitas al Space Environments Complex de la NASA en lo que ahora es el Armstrong Test Facility, parte del Glenn Research Center. All\u00ed pudo ver el funcionamiento interno de las pruebas, incluida la variedad y el alcance del complejo equipo necesario para evaluar y verificar la solidez de la nave espacial, las estructuras, los sistemas, los componentes y los instrumentos.<\/p>\n\n\n\n
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