Telescopio Webb está diseñado para soportar impactos de micrometeoroides         

Por Thaddeus Cesari, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

08 de junio de 2022.

Interpretación artística del telescopio espacial James Webb de la NASA. Crédito: NASA

Los impactos de micrometeoroides son un aspecto inevitable de la operación de cualquier nave espacial, que rutinariamente sufre muchos impactos en el transcurso de largas y productivas misiones científicas en el espacio. Entre el 23 y el 25 de mayo, el Telescopio Espacial James Webb de la NASA sufrió un impacto en uno de sus segmentos primarios del espejo. Después de las evaluaciones iniciales, el equipo descubrió que el telescopio todavía funciona a un nivel que supera todos los requisitos de la misión a pesar de un efecto marginalmente detectable en los datos.

Se están realizando análisis y mediciones exhaustivas. Los impactos continuarán ocurriendo durante la totalidad de la vida de Webb en el espacio; tales eventos se anticiparon al construir y probar el espejo en Tierra. Después de un lanzamiento, despliegue y alineación del telescopio exitosos, el desempeño inicial de Webb todavía está muy por encima de las expectativas, y el observatorio es completamente capaz de realizar la ciencia para la que fue diseñado.

El espejo de Webb fue diseñado para soportar el bombardeo del entorno de micrometeoroides en su órbita alrededor del punto de Lagrange L2 entre la Tierra y el Sol, de partículas del tamaño de polvo que vuelan a velocidades extremas. Mientras se construía el telescopio, los ingenieros utilizaron una combinación de simulaciones e impactos de prueba reales en muestras de espejos para tener una idea más clara de cómo fortalecer el observatorio para que funcione en órbita. Este impacto más reciente fue mayor de lo que se modeló y más allá de lo que el equipo podría haber probado en el terreno.

"Siempre supimos que Webb tendría que capear el entorno espacial, que incluye la luz ultravioleta intensa y las partículas cargadas del Sol, los rayos cósmicos de fuentes exóticas en la galaxia y los impactos ocasionales de micrometeoroides dentro de nuestro sistema solar", dijo Paul Geithner, subdirector técnico de proyectos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Diseñamos y construimos el Webb con un margen de rendimiento (óptico, térmico, eléctrico, mecánico) para garantizar que pueda realizar su ambiciosa misión científica incluso después muchos años en el espacio". Por ejemplo, debido al trabajo cuidadoso de los equipos del sitio de lanzamiento, la óptica del Webb se mantuvo más limpia de lo necesario mientras estaba en Tierra; su limpieza prístina mejora la reflectividad general y el rendimiento, mejorando así la sensibilidad total. Este y otro rendimiento hacen que las capacidades científicas de Webb sean sólidas frente a posibles degradaciones a lo largo del tiempo.

Además, la capacidad de Webb para detectar y ajustar las posiciones de los espejos permite una corrección parcial del resultado de  los impactos. Al ajustar la posición del segmento afectado, los ingenieros pueden cancelar una parte de la distorsión. Esto minimiza el efecto de cualquier impacto, aunque no toda la degradación puede ser cancelada de esta manera. Los ingenieros ya han realizado un primer ajuste de este tipo para el segmento C3 recientemente afectado, y los ajustes planificados adicionales del espejo continuarán afinando esta corrección. Estos pasos se repetirán cuando sea necesario en respuesta a eventos futuros como parte del monitoreo y mantenimiento del telescopio a lo largo de la misión.

Para proteger a Webb en órbita, los equipos de vuelo pueden usar maniobras de protección que intencionalmente alejan la óptica de  las lluvias de meteoroides conocidas. Este impacto más reciente no fue el resultado de una lluvia de meteoroides y actualmente se considera un evento fortuito inevitable. Como resultado de este impacto, se formó un equipo especializado de ingenieros para buscar formas de mitigar los efectos de más impactos de micrometeoroides de esta escala. Con el tiempo, el equipo recopilará datos invaluables y trabajará con expertos en predicción de micrometeoroides en el Marshall Space Flight Center de la NASA para poder predecir mejor cómo puede cambiar el rendimiento, teniendo en cuenta que el rendimiento inicial del telescopio es mejor de lo esperado. El tremendo tamaño y la sensibilidad de Webb lo convierten en un detector altamente sensible de micrometeoroides; con el tiempo, Webb ayudará a mejorar el conocimiento del entorno de partículas de polvo del sistema solar en el punto L2, para esta y futuras misiones.

"Con los espejos de Webb expuestos al espacio, esperábamos que los impactos ocasionales de micrometeoroides degradaran con gracia el rendimiento del telescopio con el tiempo", dijo Lee Feinberg, gerente de elementos del telescopio óptico Webb en NASA Goddard. "Desde el lanzamiento, hemos tenido cuatro impactos de micrometeoroides medibles más pequeños que fueron consistentes con las expectativas y este más reciente es más grande de lo que asumían nuestras predicciones de degradación. Usaremos estos datos de vuelo para actualizar nuestro análisis de rendimiento a lo largo del tiempo y también desarrollar enfoques operativos para asegurarnos de maximizar el rendimiento de imágenes de Webb en la mayor medida posible durante muchos años".

Este impacto reciente no provocó ningún cambio en el cronograma de operaciones de Webb, ya que el equipo continúa revisando los modos de observación de los instrumentos científicos y se prepara para el lanzamiento de las primeras imágenes de Webb y el inicio de las operaciones científicas.

Fuente:

https://phys.org/news/2022-06-nasa-webb-telescope-micrometeoroid-impacts.html