El telescopio espacial James Webb logró desplegar su parasol y armar en el espacio sus espejos para captar la ondas de luz infrarrojas del universo, para lo cual cumplió con una serie de pasos extraordinarios, nunca antes intentados para una misión que, además, no contaba con respaldo si algo salía mal, es decir que debía salir bien sí o sí.

El espejo astronómico más caro, más grande y más potente jamás enviado al espacio está ensamblado y listo para enfocar, pero tuvo que recorrer un largo camino para ubicarse a un millón y medio de kilómetros de la Tierra.

El telescopio fue ubicado en una zona precisa conocida como el punto de Lagrange L2 del sistema Sol- Tierra, en busca de un equilibrio en las fuerzas gravitacionales y donde operará protegido del sol por la sombra de nuestro planeta. Allí, donde ya hubo otros satélites artificiales, orbita de manera natural alrededor de la Tierra, usando solo el combustible necesario para corregir el rumbo.

"Tenemos un telescopio desplegado en órbita, un telescopio magnífico que el mundo nunca ha visto. Entonces, ¿cómo se siente hacer historia?", preguntó Thomas Zurbuchen, director de ciencia de la NASA, dirigiéndose a los controladores una vez desplegado el espejo principal.

El James Webb sobrevivió con más éxito de lo esperado a un complejo proceso de despliegue para poder ingresar en servicio pero todavía tuvo que enfrentarse a mayores desafíos.

Lagrange points o puntos de Lagrange en el sistema Sol-Tierra

¿Qué son los puntos de Lagrange?

En 1618 el Johannes Kepler concluyó que el período orbital de un planeta era proporcional a la distancia que lo separa del sol, es decir, cuanto más lejos, más tardaría. Esa era su tercera ley para planetas en órbita alrededor del Sol.

En 1772, sin embargo, el astrónomo, físico y matemático italiano Joseph-Louis Lagrange aportó un dato clave a la mecánica clásica y descubrió cinco puntos -que más bien son una pequeña región-, en que las fuerzas gravitatorias se anulan por completo y los objetos con una "masa despreciable" giran a la misma velocidad del planeta que orbitan, aunque estén más cerca o más lejos del Sol, como ocurre en los puntos L1, L2 y L3.

En los otros dos Puntos de Lagrange, el L4 y el L5, se encuentran por ejemplo los asteroides troyanos de Júpiter, que acompañan al planeta en su recorrido a la misma distancia del Sol, algunos por delante de la órbita planetaria y otros por detrás.

Es decir que los Puntos de Lagrange son las cinco posiciones en las que puede orbitar un objeto pequeño, sólo afectado por la gravedad y sin necesidad de combustible, en un sistema respecto a dos objetos más grandes.

Estos puntos existen en todos los planetas -e incluso entre los planetas y sus satélites naturales, como en el caso de la Tierra y la Luna- y hay quien piensa que se podrían usar para construir fábricas espaciales o incluso una colonia. Y si existiera la posibilidad de viajar en el espacio, esos puntos se podrían utilizar como una especie de autopista interplanetaria, viajando desde un punto L de un sistema a otro, como explica el divulgador científico y autor del blog Astrobitácora, Alex Rivero en este podcast.

Mientras todo esto sigue en el plano de la especulación, lo cierto es que este lugar en el espacio permite que el telescopio James Webb permanezca a una distancia aproximadamente constante de la Tierra.

Funcionamiento de James Webb en el L2

El nuevo telescopio necesita estar en el punto L2 para orbitar la Tierra con el mínimo uso de combustible, pero también porque cuenta con tecnología destinada a detectar señales muy débiles en el infrarrojo y necesita estar protegido de la luz del sol. En punto en cuestión le permite orbitar la Tierra en su cono de sombra.

Sus instrumentos necesitan, además, operar a una muy baja temperatura por lo que se le construyó un parasol del tamaño de una cancha de tenis que lo protegerá de la luz y del calor del sol

Según la NASA el parasol es el equivalente a un factor de protección solar de un millón, un avance tecnológico que permitirá al telescopio bajar la temperatura desde unos 85ºC a unos -233ºC, aunque uno de sus instrumentos necesitará, adicionalmente, su propio sistema de refrigeración para operar decenas de grados más frío.

El punto L2 cuenta con otra ventaja añadida: el Webb tiene siempre a la vista a la Tierra y la Tierra lo tiene al telescopio, lo que permite comunicaciones las 24 horas los siete días de la semanaideal para observar el universo.

Adicionalmente, en ese punto, a un millón y medio de kilómetros de la Tierra, hay un campo de visión disponible mucho mayor, ya que la Tierra bloquea una porción muy pequeña del cielo, lo que aumenta la visibilidad y la eficiencia de observación.

Cinco puntos claves del espacio 

La clave de los cinco puntos de Lagrange es que en un sistema orbital donde un objeto pequeño, solo afectado por la gravedad, puede estar teóricamente estacionario respecto a dos objetos más grandes.

La posición de los puntos L1, L2 y L3 varía ligeramente con el tiempo, es decir que no son muy estables y si no se hace nada al respecto los objetos que están en ellos terminan por ser expulsados. Si el telescopio se llegara a desplazar, la nave cuenta con propulsores para corregir la trayectoria y volver a insertarse en la zona, por lo que la cantidad de combustible que gaste es clave para saber el tiempo en el que el Webb estará disponible para operar.

Las noticias al respecto son alentadoras, en principio se pensaba que podría estar operativo por cinco años, pero el éxito del lanzamiento hizo que, a los pocos días, se hablara de unos diez años.

Y no es todo, según el calculó el gerente de Proyecto de la NASA, Bill Ochs, "el recurso que más nos limitaba era el propulsor y en este momento, debido a la precisión con el que el Ariane 5 nos puso en órbita, y nuestra eficiencia y efectividad a la hora de implementar las correcciones, tenemos bastante margen de combustible respecto de la premisa inicial de durar hasta diez años. Hablando en términos generales, contamos con 20 años de propulsión, aunque todavía lo tenemos que determinar con mayor precisión", afirmó en enero.

Ya otros satélites ocupan u ocuparon estos puntos de Lagrange. En L1, con una vista continua del Sol se encuentran Soho, lanzado en 1996, destinado a operar hasta 1998 pero aún en funciones, y el ACE, lanzado en 1997 y aún en funciones, otra de las naves espaciales que ha operado mucho más allá de su vida útil esperada.

No hay satélites en L3, mientras que en L2 está la sonda espacial Gaia, lanzada en 2013 con la idea de funcionar hasta 2018, pero aún en órbita, con la misión de realizar un catálogo de unas mil millones de estrellas; y allí también estuvieron los la sonda WMAP, que fue lanzada en 2001 y estuvo en L2 hasta 2010, cuando fue relevada por Planck, que operó en ese mismo lugar entre 2009 y 2013; el observatorio Herschel, lanzado en 2009 y en funciones hasta 2013, cuando se quedó sin combustible; y también estuvo en L2 el telescopio Kepler, un cazador de planetas que costó 600 millones de dólares y operó 9 años, entre 2009 y 2018. También se quedó sin combustible y poco a poco se fue alejando de su órbita, de forma segura.

Kepler ayudó a descubrir 2.681 exoplanetas -y otros 2.899 candidatos a exoplanetas-, que hay más planetas que estrellas en la Vía Láctea, y que casi todas estas estrellas tienen, por lo menos, un planeta en su órbita, y que hay sistemas solares de hasta ocho mundos.

A fines de enero el centro espacial encendió el propulsor para lanzar al James Webb definitivamente a L2. Mientas tanto, la NASA alineó sus 18 espejos que se movieron tan rápido como crece el pasto para que funcionen como un solo objeto y al fin mostrar las imágenes más extraordinarias de la historia del universo.