James Webb: 344 causas de falla en el despliegue del telescopio espacial

Se necesitaron 30 años de crecimiento y casi $ 9,7 mil millones en inversión. Pero después de muchos años de retraso, el lanzamiento inicial estaba programado para 2007, Telescopio espacial James Webb (JWST) Finalmente está listo. Lanzado en la exhibición del cohete Ariane 5 ECA, se lanzará desde el Centro Espacial de Guyana (CSG) el 22 de diciembre. Un momento histórico para la Agencia Espacial Estadounidense (NASA) y sus socios europeos y canadienses. “Esta es una tarea muy compleja que pondrá a Kourou en el centro del mundo el 22 de diciembre”, dice casi explícitamente Pierre Ferruit, director científico del telescopio de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Unos días antes del inicio, la presión necesariamente aumentará. Porque los estadounidenses nunca han entregado una de sus joyas tecnológicas más caras a extranjeros, en este caso la ESA y ArianeGroup. “Nuestro cohete fue elegido en 2003 porque tenía la mayor capacidad de carga: un carenado de 5,4 metros de diámetro para transportar un motor de 6,2 toneladas”, dijo Herv Glibert, director técnico de ArianeGroup. Si la decisión se hubiera tomado hoy, Space X sin duda habría ganado la carrera. Pero la elección sigue siendo apropiada porque, además de su gran potencial, el Ariane 5 ha demostrado su autenticidad (111 se integra con todas las versiones, incluidas 5 fallas en la Parte 3) y es lo suficientemente potente como para llevar a JWST a su objetivo final, “The Lockrange Punto 2 “. “, A 1,5 millones de km de nuestro planeta (384.400 km contra la luna). Sin embargo, el fracaso no es una opción: será catastrófico para toda la industria aeronáutica europea.

“Nos estamos preparando con cierta concentración y siempre con el mismo objetivo: empezar con plena conciencia, es decir, hacer el máximo cuando se premie el partido final”, prosigue Herv Glibert. La misma historia se aplica al Centro Nacional de Investigaciones Espaciales (CNES), que administra el sitio de Courou: “JWST llegó aquí hace dos meses”, dijo Olivier Bugnett, subdirector de Ariane para la agencia francesa. , Hablamos de eso. Debajo de una ‘campana’, no solo en una habitación limpia, sino también en una carpa particular, se evita que la más mínima cantidad de suciedad se asiente allí, especialmente a nivel del vaso principal y sus utensilios.

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Prevención de un incidente cuando es necesario montar el telescopio en el sitio: una correa se suelta y hace vibrar la estructura principal, afortunadamente sin efecto. Pero la NASA tuvo que realizar una serie de pruebas que pospusieron su salida unos días. Pronto, el telescopio alcanzará el ápice de Ariane 5 antes de ser “conectado” sutilmente gracias a un sistema de guía milimétrico. Finalmente, el día antes del sitio de lanzamiento, el montaje se transferirá al sitio de lanzamiento.

El despliegue más complejo de la historia espacial

La salida será un momento importante de la misión. Los ingenieros trabajaron para minimizar las vibraciones en el interior de la cocción, y luego la ventilación: hay una depresión inevitable en la escalada, que se gestiona mediante válvulas, que la hacen lo más suave posible. Pero esta es una continuación que garantiza a los ingenieros sudar profusamente por encima de todo. Porque después de la salida, el telescopio, separado del Ariane 5, comenzará “las alineaciones más complejas jamás intentadas en un solo vuelo espacial”, subraya Anthony Bocalletti, subdirector de exploración espacial e instrumentos astronómicos (Meudon). Por una buena razón, el “demonio” James Webb, cuando se usaron alas de 22 m, tuvo que plegarse como un origami gigante para caber en un cohete francés. Cuando llegue al espacio, comenzará el proceso inverso.

“Hay 344 puntos de falla, el 80% de los cuales [275, NDLR] Relacionado con el despliegue “, Mike Menzel, ingeniero jefe de la misión web de la NASA, advirtió en una conferencia de prensa en noviembre que, en otras palabras, todo el telescopio no podría funcionar si uno de estos puntos fallaba. Suficiente para aclarar el ingeniero aeroespacial también. “Cuando comencé mis estudios, la clase decía: ‘Cuando diseñamos un astronauta, tenemos que intentarlo’. ¡No hay algoritmos! Allí tenemos más de cien “, dijo Olivier Berné, astrónomo del Centro Nacional de Investigaciones Científicas y responsable de uno de los proyectos científicos de JWST.Mira el video a continuación), El tiempo que tarda JWST en llegar a su punto de destino final Lockrange 2.

La primera etapa comenzará treinta y un minutos después del lanzamiento, y el telescopio entregará su energía a sus paneles solares. Después de 1h30, este es el modo de la antena en contacto con la tierra. Después de un viaje de tres días, comenzaría a desmontar y desmontar cinco capas diferentes de su armadura térmica. Este elemento clave enfría el instrumento del telescopio, que debe estar a – 233 C, el otro lado del escudo a + 80 ° C, calentado por el sol. El instrumento MIRI altamente sensible también se beneficia del “enfriador”, que mantiene el sistema de enfriamiento activo a -266 C. “Es sólo 7 ° C por encima del cero absoluto”, insiste Anthony Bocaletti, quien diseñó el instrumento. El enfriamiento es un proceso básico porque el calor emite emisiones infrarrojas. Sin embargo, las herramientas JWST pueden escanear con precisión el espacio profundo en el espectro infrarrojo. En otras palabras, el telescopio no se puede calentar, de lo contrario contaminará sus propias observaciones.

“JWST sin escudo térmico es como mirar el cielo de noche, pero bajo una farola”, imagina Pierre Ferrero para describir el carácter capital de este barco del tamaño de una cancha de tenis. “Causó algunos problemas durante los primeros experimentos sobre el terreno, recuerda Olivier Le Masle, director del Universe Science Project del CNES.

“Sin riesgo, no hay ciencia”

La epopeya técnica no se queda ahí porque JWST aún tiene que desplegar sus dos vasos. El más grande reflejará la segunda luz hacia atrás, que se reflejará hacia el centro del espejo principal. “La primaria, la más grande, debe tener sus 18 secciones dispuestas una al lado de la otra, incluso si están montadas en el mismo sistema, los detalles de Anthony Bocelette. No, si los militares no lo han hecho ya, pero en astronomía, en civil. ciencia, esta es una gran primera cosa, ¡es una locura!

Ante tal problema, los científicos no pueden ocultar por completo sus temores, especialmente porque el punto Lock Range 2 está tan lejos que esperan que los astronautas puedan venir y solucionarlo, como hicieron con Hubble. “Estoy un poco preocupada, pero tengo plena confianza, sobre todo, en que tengo confianza en los ingenieros de la NASA y que saben cómo controlar todo el despliegue”, explica Nicole Nesvatpa, investigadora del CNRS del laboratorio. las relaciones entre las galaxias circundantes.

Las precauciones de los ingenieros estadounidenses también explican, en parte, los retrasos acumulados: a medida que se descubre cada nuevo defecto, elaboran los planes necesarios para eliminarlo. Algunos algoritmos se pueden reiniciar enviando un comando digital, por ejemplo. Sin riesgo cero. “Sin una cierta cantidad de coraje, no podemos hacer ciencia”, analiza Nicole Neswatpa. Un punto de vista compartido íntegramente por su colega Olivier Bernie. “La complejidad de esta misión está ligada a su ambición científica, que, dice, es revolucionar nuestro conocimiento de la astronomía y el universo. Para lograr tal objetivo, debemos asumir una cierta cantidad de riesgos”.

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Incluso si el despliegue sale bien, solo pasan cinco meses antes de que JWST haga sus primeras observaciones y la NASA realice pruebas de batería para confirmar el correcto funcionamiento de los cuatro instrumentos clave. : Cámara NIRCam, generador de imágenes NIRISS, espectrómetro NIRSpec y MIRI. Todos verán el espacio en el espectro infrarrojo, que es esencial para la exploración espacial porque permite específicamente … ¡retroceder en el tiempo! De hecho, cuanto más viaja la luz en el espacio, cuanto más envejece, más se “avergüenza”. Gracias a su visión infrarroja, JWST estará a -13.5 mil millones de años (Ma), ¡o unos cientos de millones de años por detrás del Big Bank (-13.8 Ma)! Luego escaneaba las “edades oscuras” del universo, cuando las estrellas brillaron por primera vez. Pudo estudiar los procesos de formación de las primeras estrellas, pero también su relación con las primeras galaxias y los agujeros negros masivos que se albergan en su centro. Seguirá mirando la Nebulosa de Orión, el “vivero” de estrellas vivientes que son comparables a nuestro Sol. Finalmente, puede analizar la atmósfera de exoplanetas o, quizás, detectar moléculas de agua o metano que, si por sí solas no justifican la existencia de vida, son esenciales para su origen. Los primeros resultados deberían publicarse a finales de junio y principios de julio de 2022 … si todo va bien.

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