El telescopio espacial James Webb es uno de los instrumentos científicos más complejos construidos por la humanidad. A menudo se lo compara con un gran ojo en el espacio, pero en realidad está formado por espejos, instrumentos, sistemas de comunicación, paneles solares y una enorme protección térmica. Cada parte del telescopio James Webb cumple una función precisa para observar el universo en luz infrarroja, estudiar galaxias lejanas y analizar planetas situados fuera del sistema solar.
¿Qué parte recoge la luz del universo?
La pieza más llamativa es el espejo primario, que tiene unos 6,5 metros de diámetro. No es un espejo circular de una sola pieza: está compuesto por 18 segmentos hexagonales fabricados con berilio, un material ligero y resistente. Después se recubrieron con una fina capa de oro, porque este metal refleja muy bien la luz infrarroja.
Cada segmento puede moverse ligeramente gracias a pequeños actuadores. Así, el observatorio ajusta todos los fragmentos hasta que funcionan como una única superficie perfecta. La luz captada rebota primero en el espejo primario y luego viaja hacia otros espejos que la dirigen a los instrumentos científicos.
- El espejo primario reúne una gran cantidad de luz débil procedente de objetos muy lejanos.
- El espejo secundario se encuentra frente al primario y refleja la luz hacia el interior del telescopio.
- El espejo terciario y el espejo de dirección fina ayudan a llevar la imagen hasta el instrumento adecuado y a corregir pequeños movimientos.
El parasol: una sombrilla del tamaño de una cancha
El James Webb necesita mantenerse extremadamente frío para detectar la radiación infrarroja. Por eso cuenta con un parasol de cinco capas, una de sus partes más importantes. Está hecho de materiales delgados y resistentes, como Kapton, y tiene aproximadamente el tamaño de una cancha de tenis.
Las capas están separadas entre sí. La cara orientada al Sol recibe el calor y lo refleja, mientras que las siguientes reducen progresivamente la energía térmica. Gracias a esta barrera, los instrumentos pueden trabajar en temperaturas muy bajas, cercanas a las necesarias para que el calor del propio telescopio no oculte las señales del universo.
- El parasol bloquea la luz y el calor del Sol, la Tierra y la Luna.
- Las cinco capas no están pegadas: el espacio entre ellas ayuda a disipar el calor.
- El telescopio debe apuntar siempre con el parasol hacia las fuentes de calor.
¿Qué instrumentos científicos lleva a bordo?
Los espejos reúnen la luz, pero los instrumentos son los que la analizan. El James Webb observa principalmente en el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio, zonas del espectro que permiten atravesar nubes de polvo y estudiar objetos muy fríos o muy distantes.
NIRCam toma imágenes y ayuda a detectar las primeras estrellas y galaxias. NIRSpec separa la luz en un espectro para conocer la composición, la temperatura y el movimiento de los objetos. MIRI observa el infrarrojo medio y necesita sistemas de enfriamiento especiales. Por su parte, NIRISS estudia atmósferas y características de exoplanetas, mientras que el sensor FGS permite apuntar con gran precisión.
- NIRCam: imágenes y coronografía en el infrarrojo cercano.
- NIRSpec: espectros de muchas estrellas y galaxias al mismo tiempo.
- MIRI: observación del infrarrojo medio y de objetos muy fríos.
- NIRISS y FGS: análisis de exoplanetas y orientación precisa del observatorio.
En la parte inferior se encuentra el bus de la nave espacial, también llamado módulo de servicio. Allí están los sistemas que permiten vivir y trabajar al observatorio: computadoras, baterías, antenas, propulsores y paneles solares. Los paneles producen electricidad a partir de la luz del Sol y las baterías la almacenan para mantener el funcionamiento continuo.
Las antenas envían los datos científicos a la Tierra y reciben instrucciones desde los centros de control. Los propulsores, además, realizan pequeñas correcciones para conservar la posición del telescopio. El James Webb no gira alrededor de la Tierra como el telescopio Hubble: se encuentra cerca del punto de Lagrange L2, a aproximadamente 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta.
- Los paneles solares proporcionan energía eléctrica.
- Las antenas permiten comunicarse con la Tierra.
- Los ordenadores coordinan las observaciones y almacenan datos.
- Los propulsores corrigen la trayectoria y la orientación.
Cómo trabajan juntas las partes del James Webb
Observar con el James Webb es un proceso coordinado. Primero, la luz infrarroja de un objeto atraviesa el espacio y llega al espejo primario. Los segmentos la reflejan hacia el espejo secundario y el sistema óptico la conduce hasta uno de los instrumentos. Allí puede convertirse en una imagen o en un espectro que los científicos estudiarán.
Durante todo el proceso, el parasol mantiene fríos los instrumentos y el sistema de control evita que el telescopio pierda su orientación. Esta combinación explica por qué cada componente es necesario: un espejo enorme reúne la luz, los instrumentos la interpretan, el parasol protege las observaciones y el bus mantiene vivo al observatorio.
Una curiosidad educativa es que el James Webb no toma fotografías como una cámara común. Sus detectores registran radiación infrarroja y los equipos científicos transforman esos datos en imágenes y gráficos que podemos interpretar. Por eso, sus colores suelen representarse de manera visible para nuestros ojos, aunque la información original proceda de longitudes de onda que las personas no podemos ver.
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