Telescopio James Webb en proceso de enfriamiento      

Por Andy Tomaswick, Universe Today.

16 de febrero de 2022.

El espejo principal de Webb se sometió a pruebas criogénicas en 2011. Crédito: NASA.

Enfriar cosas en el espacio es más complicado de lo que parece. Pero ese es exactamente el proceso por el que está pasando el telescopio  James Webb en este momento. Bajar a la temperatura criogénica es imperativo para que sus sistemas de imágenes infrarrojas funcionen correctamente. Si bien el telescopio ya comenzó, pasarán algunas semanas antes de que se complete el proceso y esté listo para comenzar a capturar sus primeras imágenes infrarrojas innovadoras del Universo.

Eso puede parecer un tiempo excepcionalmente largo para enfriar algo, pero todo es parte de la dificultad de hacerlo en el espacio. El primer punto complicado es protegerse del Sol, que puede calentar el equipo hasta temperaturas abrasadoras si se expone a la luz solar directa. Afortunadamente, James Webb tiene un protector solar especialmente diseñado para protegerlo de la luz solar directa.

El resto de los instrumentos del telescopio se han estado enfriando desde que se desplegó el parasol hace varias semanas. Aun así, otro  obstáculo a superar es la falta de dos de las tres formas de eliminar el calor de forma natural en el espacio. La conducción, donde el calor se transfiere directamente a otra sustancia, y la convección, donde el nuevo material a una temperatura más baja circula continuamente frente al material más cálido debido a la gravedad, no funcionan en el vacío del espacio.

Entonces, el James Webb está usando el tercer método de disipación de calor: la radiación. El propio calor se desvanece lentamente en forma de luz infrarroja. Obviamente, esa luz infrarroja es del tipo exacto que Webb espera recolectar, por lo que cualquier otra fuente que no sean sus objetivos de observación, como sus propios instrumentos, puede ser devastadora para la precisión de sus mediciones.

Actualmente, los segmentos del espejo primario del telescopio están en el rango de 40-60 K ​​(-233 a -213 °C), mientras que el espejo secundario está alrededor de los 30 K ​​(-270 °C). Todavía tienen un largo camino por recorrer para alcanzar sus temperaturas objetivo de alrededor de 15 a 20 K.

Los propios instrumentos infrarrojos de Webb tienen sus propios objetivos de temperatura. Los instrumentos de infrarrojo cercano se encuentran actualmente alrededor de 75 K, con una temperatura final esperada de alrededor de 40 K. La discrepancia de temperatura con los espejos fue intencional, ya que la NASA utilizó calentadores para evitar que se formara hielo en el equipo óptico. Ahora, está realizando la misma transferencia de calor por radiación que los espejos, pero su instrumento hermano, el Instrumento de infrarrojo medio (MIRI), es completamente diferente.

Para operar a plena capacidad, debe enfriarse artificialmente a 7 K ​​(-266 °C), por debajo de la temperatura alcanzada solo por enfriamiento radiativo. Por lo tanto, MIRI tiene un enfriador criogénico adjunto que, a diferencia de los sistemas previamente enfriados criogénicamente en otros telescopios, reutiliza su propio helio líquido como fuente de enfriamiento.

Esa es solo una de las muchas novedades del telescopio espacial más avanzado en décadas. Este nuevo informe de progreso muestra que el telescopio está progresando de manera lenta y constante en su lista de verificación para comenzar las operaciones científicas en unos pocos meses.

Fuente:

https://phys.org/news/2022-02-james-webb-telescope-cooling.html