Alejandro Rivera, ingeniero de la NASA: ‘James Webb es tan sensible que podría detectar la señal de calor de un abejorro en la Luna’
El telescopio espacial más potente de la historia de la humanidad realizó su inserción orbital en L2 el pasado 24 de enero.
El JWST, el telescopio más potente e importante jamás fabricado, nos permitirá adentrarnos en el universo como nunca antes había sido posible para la humanidad. Hoy hablamos con Alejandro Rivera (nacido en Gijón y nacionalizado estadounidense), Ingeniero Aeroespacial y Mecánico de la NASA en el centro NASA Goddard Space Flight Center desde el año 2000 e ingeniero de análisis dinámico de las estructuras desplegables y mecanismos espaciales del telescopio espacial James Web.
Sarah Romero: Tras haber sido lanzado con éxito el día de Navidad de 2021 y haber pasado la etapa más arriesgada de la misión, el desdoble de cientos de procesos, de implementaciones individuales, hasta poder contar con un telescopio totalmente desplegado, Webb se encamina hacia el punto Lagrange L2 ¿cuál es el siguiente paso cuando llegue allí a finales de enero? (¿alcanzará ese punto el día 24?)
Alejandro Rivera: La inserción de JWST en su órbita final se había planificado desde hace mucho tiempo para aproximadamente 29 días después del lanzamiento. Recientemente se decidió que el lunes día 24 a las 2pm (hora USA) se encenderán los propulsores de Webb para insertar el telescopio espacial en órbita alrededor del Sol mientras orbita de forma simultánea alrededor del segundo punto de Lagrange, o L2, su destino previsto, a 1,5 millones de km de la Tierra.
S.R.: ¿Por qué es tan importante el punto Lagrange L2 escogido como destino del telescopio? ¿Qué tiene de especial L2 y por qué se ha seleccionado este en vez del resto de puntos de libración como L5?
A.R.: Los puntos de Lagrange son puntos de equilibrio para objetos de masa pequeña que están bajo la influencia de dos cuerpos masivos en órbita como por ejemplo el Sol y la Tierra. En los puntos de Lagrange, la atracción gravitacional de dos grandes masas es exactamente igual a la fuerza centrípeta requerida para que un objeto pequeño se mueva con ellas. Debido a esto los objetos que se envían a estos puntos tienden a quedarse estables. Esto es algo que se aprovecha para misiones de astronomía y observación espaciales pues la cantidad de combustible necesario para permanecer en órbita a su alrededor es muy pequeña. En otras palabras, son como “espacios de aparcamiento” en el espacio que son ideales para “aparcar satélites” y hacer observaciones científicas.
De los cinco puntos de Lagrange, tres son inestables y dos son estables. Los puntos inestables de Lagrange, son L1, L2 y L3, se encuentran a lo largo de la línea que conecta la Tierra y el Sol. Los puntos de Lagrange estables, denominados como L4 y L5, forman el vértice de dos triángulos equiláteros que tienen grandes masas en sus vértices. L4 lidera la órbita de la tierra y L5 le sigue.
El punto L2 del sistema Tierra-Sol fue el hogar de la nave espacial WMAP, el hogar actual de Planck y el nuevo hogar del telescopio espacial James Webb. L2 es ideal para la astronomía porque JWST estará lo suficientemente cerca para comunicarse fácilmente con la Tierra, y a la vez puede mantener al Sol, la Tierra y la Luna detrás de sí bloqueando todo tipo de luz solar por medio del parasol, lo cual es necesario dado que JWST es un telescopio infrarrojo. L2 también proporciona a Webb una vista sin obstrucciones del espacio profundo durante 24 horas al día. En comparación el Hubble, que está en una órbita alrededor de la tierra de unos 559 km de altitud, entra y sale de la sombra de la tierra cada 90 minutos. Por su parte la órbita de Webb alrededor de L2 tiene un periodo de unos 6 meses y mantiene al telescopio fuera de las sombras de la Tierra y la Luna. Como los puntos L1 y L2 son inestables en un periodo de aproximadamente 23 días, se requiere que los satélites que orbitan estas posiciones tengan correcciones periódicas de rumbo y posición y esto es algo que JWST tendrá que hacer para poder mantenerse en la órbita precisa alrededor de L2.
Los puntos L4 y L5 albergan órbitas estables siempre que la relación de masas entre los dos grandes objetos celestiales sea superior a 25. Esta condición se cumple para los sistemas Tierra-Sol y Tierra-Luna, y para muchos otros pares de cuerpos en el sistema solar. Debido a esto, en estos puntos de Lagrange se suelen hallar asteroides denominados ‘troyanos’. Por ejemplo, los puntos Sol-Tierra L4 y L5 contienen partículas interplanetarias y al menos dos de estos asteroides.
S.R.: ¿Qué otras aplicaciones prácticas tienen los puntos de Lagrange?
A.R.: Además de las del punto L2 que acabo de describir, el punto L1 del sistema Tierra-Sol ofrece una vista ininterrumpida del Sol. Esto es realmente conveniente para observatorios solares y heliosféricos como el satélite SOHO que actualmente está situado en L1.
Un satélite o vehículo espacial en órbita cerca de punto de Lagrange Sol-Tierra L3 en principio no sería muy útil pues este punto está siempre escondido detrás del sol. Se podría tal vez usar para proporcionar predicciones de tormentas solares para misiones tripuladas a Marte y a asteroides cercanos a la tierra. Debido a su estabilidad, los puntos L4 y L5 han sido propuestos en el pasado como posibles candidatos para poner estaciones y colonias espaciales como parte de lo que es conocido como “colonización espacial Lagrangiana”.
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