Science 101: Telescopio Espacial James Webb, una Historia de Idas & Vueltas con el Financiamiento Centralizado

*En colaboración con ViralCure.org y Juan Manuel Cafferatta

El telescopio James Webb fue lanzado el 25 de diciembre de 2021, a bordo de un cohete Ariane 5, desde una base de la Guayana Francesa.

Se trata de un observatorio espacial que ofrece una resolución y sensibilidad nunca antes alcanzada por otro telescopio. Permite realizar estudios en astronomía y cosmología. Pero, ¿para qué construir un telescopio espacial? ¿Cómo se construyó? ¿Quiénes colaboraron? ¿De dónde salió el presupuesto?

14 países colaboraron en el desarrollo del James Webb enmarcados en un proyecto de más de 10 años. Con idas y vueltas en el manejo del tiempo, el presupuesto, problemas técnicos y humanos, hoy finalmente está en órbita y permite realizar investigaciones científicas que responden preguntas sin precedentes en la historia.

Para qué construir un telescopio espacial

El James Webb viene a cumplir cuatro ambiciosos objetivos:

  • Observar las primeras estrellas y galaxias que se formaron en el universo después del Big Bang.

  • Estudiar la formación y evolución de las galaxias.

  • Comprender la formación de estrellas y sistemas solares.

  • Estudiar los sistemas planetarios y encontrar pistas sobre los orígenes de la vida.

“Estas imágenes, incluyendo la vista infrarroja más profunda de nuestro universo que jamás se haya tomado, nos muestran cómo Webb ayudará a descubrir las respuestas a las preguntas que aún no sabemos hacer; preguntas que nos ayudarán a comprender mejor nuestro universo y el lugar de la humanidad dentro de él.” Declaró Bill Nelson, administrador de la NASA.

¿Qué preguntas responde el James Webb?

El James Webb tiene su centro de operaciones en el Space Telescope Science Institute (STScI) de la Universidad de Johns Hopkins. Este centro de investigación es el responsable de la operación del telescopio y la entrega de datos a investigadores que los requieran.

Los datos del James Webb se transmiten a la Tierra a través de la Red Espacio Profundo de la NASA. Luego son procesados por el STScI, y finalmente se distribuyen online a los científicos e investigadores del mundo. Cualquier investigador, en cualquier parte del mundo, puede presentar proyectos de investigación para realizar observaciones con el telescopio.

El camino es el siguiente. Anualmente, se revisan estos proyectos de investigación en un proceso de revisión entre pares y se seleccionan las propuestas a realizar. Los autores de las propuestas elegidas tienen un año de acceso privado a las nuevas observaciones, después del cual los datos están disponibles públicamente para su descarga por parte del archivo online del STScI.

El STScl anunció en 2017 trece proyectos de investigación que podrán utilizar el telescopio por 460 horas. Los temas de investigación de estos proyectos abarcan temáticas como las formaciones estelares, galaxias cercanas y lejanas, exoplanetas y preguntas sobre el sistema solar en general.

Idas y vueltas con respecto al tiempo

El proyecto comienza en 1993, como una propuesta de creación del sucesor del Hubble y llamándose “Next Generation Space Telescope”. En 2002 pasa a llamarse James Webb en honor al segundo administrador de la NASA, quien durante su mandato de casi ocho años sentó las bases para la llegada de los humanos a la luna..

El telescopio comenzó a construirse en 1996 pero tuvo muchas demoras y gastos excesivos.  El proyectó se rediseñó en 2005, con cambios significativos en los planes de integración y prueba; luego, en 2011, el Estado casi termina cancelando el proyecto aunque ya se habían gastado casi 3000 millones de dólares en su desarrollo.

Finalmente, en diciembre de 2016 la NASA anunció el fin de su construcción y el comienzo de la fase de pruebas pero su lanzamiento se retrasó un año más por problemas técnicos (el parasol del telescopio se rasgó durante un despliegue de práctica).

Preparado para lanzarse en enero de 2021, la pandemia retrasa nuevamente su lanzamiento a diciembre del mismo año.

Idas & vueltas con respecto al presupuesto

Es difícil estimar el costo de producción y desarrollo de algo como un telescopio espacial único en el mundo. Si bien hay desarrollos similares anteriores, es la primera vez que se fabrica algo así.

Al principio, se estimó un presupuesto de 1600 millones de dólares, cifra que fue aumentando a lo largo de los años de desarrollo e investigación.

En 2008 llegó a 5.000 millones de dólares. En 2010 (y prometiendo el lanzamiento para 2015) se logró un suplemento adicional de 1.500 millones de dólares.

Si bien es un proyecto que tiene como ejecutor central a la agencia espacial estadounidense, el financiamiento no proviene de un solo lugar. Colaboraron la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA). Además, participaron más de 10 países (Reino Unido, Italia, Alemania, Francia, Dinamarca, Canadá, Bélgica y más) aportando recursos y mano de obra.

En 2011 el congreso estadounidense casi cancela el proyecto por una reducción de 1.900 millones de dólares del presupuesto nacional dedicado a la NASA (de los cuales un cuarto sería para el desarrollo del James Webb). El Congreso acusó que el proyecto suponía "miles de millones de dólares más que el presupuesto inicial y plagado por una gestión deficiente".

Sin embargo, la previsibilidad del presupuesto mejoró cuando se alcanzaron los hitos iniciales del desarrollo. Finalmente, el presupuesto del proyecto ascendió a un total de 9.660 millones de dólares, superando ampliamente el monto estimado en años anteriores.

¿Valió la pena? Primeros resultados

Luego de un arduo y largo camino de construcción y finalmente su lanzamiento, el telescopio James Webb ya presentó algunos resultados. Sus outputs son imágenes con precisión y claridad nunca antes vista.

La primera imagen, publicada el 11 de julio, fue una observación de larga exposición de una región del cielo que muestra estrellas tan lejanas que su luz tardó más de 13 mil millones de años en llegar al telescopio. Muchas de ellas ya ni siquiera existen. Son las estrellas y galaxias que se formaron poco tiempo después del Big Bang. Además, la imagen muestra un fenómeno clave de la Teoría de la Relatividad de Einstein: la curvatura de la luz producida por la gravedad (gravitational lensing).

Como parte de sus objetivos, logró capturar imágenes icónicas y demostrar la existencia de nubes en exoplanetas y de forma inequívoca la existencia de agua, algo que se pensaba no era posible con los resultados obtenidos hasta ahora. Hay 70 planetas programados para el estudio en el primer año de Webb.

Estas imágenes permiten responder preguntas sin precedentes para la investigación científica, como “¿Estamos solos en el universo?” Este increíble telescopio espacial es la primera herramienta que recolecta suficiente luz para que podamos comenzar a resolver esta ambiciosa pregunta de investigación.

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