Con la finalización de su última serie de pruebas históricas, el telescopio espacial James Webb de la Nasa ha superado todas las duras condiciones asociadas con el lanzamiento de un cohete al espacio.
Las pruebas recientes de Webb han validado que el observatorio completamente ensamblado resistirá el ruido ensordecedor y los temblores, traqueteos y vibraciones que el observatorio experimentará durante el despegue. Conocidas como pruebas “acústicas” y de “vibración sinusoidal”, la Nasa ha trabajado cuidadosamente con sus socios internacionales para hacer coincidir el entorno de prueba de Webb precisamente con lo que el telescopio experimentará tanto el día del lanzamiento como cuando opere en órbita.
Aunque cada componente del telescopio se ha probado rigurosamente durante el desarrollo, demostrar que el hardware de vuelo ensamblado puede pasar de manera segura a través de un entorno de lanzamiento simulado es un logro significativo para la misión. Completadas en dos instalaciones separadas dentro del Parque Espacial de Northrop Grumman en Redondo Beach, California, estas pruebas representan las dos últimas de Webb, en una larga serie de pruebas ambientales antes de que el telescopio sea enviado a la Guayana Francesa para su lanzamiento.
“La finalización con éxito de nuestras pruebas ambientales del observatorio representa un hito monumental en la marcha hacia el lanzamiento. Las pruebas ambientales demuestran la capacidad de Webb para sobrevivir al viaje al espacio en cohete, que es la parte más violenta de su viaje para orbitar aproximadamente a un millón de millas de la Tierra. El grupo multinacional de personas responsables de la ejecución de la prueba acústica y de vibración está compuesto por un grupo excepcional y dedicado de personas que son típicas de todo el equipo de Webb”, dijo Bill Ochs, gerente de proyectos de Webb para el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland.
A bordo de un Ariane 5
Las pruebas comenzaron encapsulando primero todo el telescopio en una sala limpia móvil construida para protegerlo del mundo exterior. Luego, los técnicos lo guiaron cuidadosamente a una cámara de prueba acústica cercana donde fue explotado intencionalmente por niveles de presión sonora superiores a 140 decibelios, con un espectro sintonizado a la firma específica del cohete Ariane 5 que viajará al espacio.
Durante las pruebas, se observaron y registraron cuidadosamente cerca de 600 canales individuales de datos de movimiento. Las pruebas típicas de acústica y vibración miden aproximadamente 100 canales de datos, pero el tamaño y la forma complejos del observatorio requirieron una medición considerablemente mayor para garantizar el éxito. Luego, los datos se analizaron a fondo y se marcaron como un éxito total.
Tras completar con éxito sus pruebas acústicas finales, Webb fue nuevamente empaquetado y transportado a una instalación separada para simular las vibraciones de baja frecuencia que ocurren durante el despegue. Mientras estaba dentro, Webb se colocó en una mesa vibradora especializada capaz de una aceleración vertical y horizontal precisa. Donde las pruebas acústicas simulan la dinámica de alta frecuencia del lanzamiento, las pruebas de vibración cubren las frecuencias más bajas experimentadas. Con la combinación de los dos, se tiene en cuenta todo el entorno mecánico que Webb experimentará durante el lanzamiento.
“El equipo de pruebas es un consorcio internacional de expertos en dinámica estructural que son los ingenieros principales de cada pieza de hardware del observatorio. Los miembros del equipo están ubicados en los EEUU y Europa, ¡abarcando nueve zonas horarias! Están extremadamente dedicados a respaldar las pruebas a todas horas y días para brindar su experiencia”, dijo Sandra Irish, ingeniera líder de estructuras de sistemas mecánicos de Webb para el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland. “Gracias a la dedicación, el arduo trabajo del equipo y la pura emoción de ser parte de esta compleja prueba, ¡fue un éxito total! Conozco a estas personas desde hace muchos años y ha sido un honor trabajar con cada una de ellas”.
Webb ahora está programado para avanzar a la última extensión completa de su icónico espejo primario y parasol, seguido de una evaluación completa de los sistemas antes de ser encapsulado en un contenedor de envío especializado para su transporte a Sudamérica. La implementación del observatorio después de experimentar un entorno de lanzamiento simulado es la mejor manera de replicar la verdadera serie de eventos que experimentará el observatorio durante el lanzamiento y al realizar su compleja secuencia de implementación en el espacio. El análisis inicial sugiere que el observatorio pasó con éxito las pruebas de vibración y acústica a nivel de observatorio, pero la verificación completa de la capacidad de vuelo ocurrirá después de que Webb haya completado con éxito las pruebas de despliegue final.
Los ingenieros y técnicos continúan siguiendo procedimientos de seguridad personal aumentados debido a la situación de COVID-19, que está causando un impacto e interrupción significativos a nivel mundial. El equipo ha reanudado casi todas las operaciones y ahora se está preparando para la fase final de pruebas antes del envío al sitio de lanzamiento.
El telescopio espacial James Webb es el telescopio de ciencia espacial más grande, poderoso y complejo jamás construido. Además de la ciencia innovadora que se espera de él después del lanzamiento, Webb ha requerido una mejora en la infraestructura de prueba y los procesos involucrados en la validación de grandes naves espaciales complejas para una vida en el espacio. Varias instalaciones en todo el país tuvieron que ser ampliadas y mejoradas para probar y preparar con confianza una máquina tan grande como Webb para el despegue. Las lecciones aprendidas del desarrollo anterior de telescopios espaciales se invirtieron en Webb, y los futuros telescopios espaciales se basarán en el mismo conocimiento colectivo. Miles de científicos, ingenieros y técnicos contribuyeron a construir, probar e integrar Webb. En total, participaron 258 empresas, agencias y universidades: 142 de los EEUU, 104 de 12 países europeos y 12 de Canadá.
Webb es el próximo gran observatorio de ciencias espaciales de la Nasa, que ayudará a resolver los misterios de nuestro sistema solar, mirar más allá de los mundos distantes alrededor de otras estrellas y sondear las desconcertantes estructuras y orígenes de nuestro universo. Webb es un programa internacional dirigido por la Nasa, junto con sus socios, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense.
