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El telescopio James Webb explicado

A continuación, mostramos el James Webb explicado. Este 25 de diciembre, se lanza el próximo gran observatorio de ciencias espaciales después del mítico Hubble lanzado hace más de 20 años, en 1990. Diseñado para responder muchas preguntas sobre el Universo, logrará descubrimientos revolucionarios.

 

¿James Webb? ¿Y ese nombre?

James Edwin Webb fue el segundo administrador de la NASA. Es mejor conocido por liderar el programa Apollo que llevó a la humanidad a la Luna. También inició un programa de ciencia espacial con más de 75 lanzamientos en su mandato.

Con un presupuesto de 10.000 MILLONES ha sido sin duda una de las polémicas más grandes que el JWST ha tenido.
💵 Inicialmente estaba planeado un coste de 500M$ y su lanzamiento en 2007.
💵 Posteriormente pasó a 3.500M$ de presupuesto y su lanzamiento en 2018.

james webb explicado

 

 

Finalmente el presupuesto se quedó en $9700 millones de dólares y su fecha de lanzamiento se ha retrasado hasta 2021. Aunque este último año algún que otro problemilla nos ha llevado a tener el lanzamiento programado para el día de NAVIDAD.

 

 

El telescopio

La construcción del Telescopio Espacial James Webb ha sido realizada en una colaboración de la NASA con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) que han aportado tecnología y la ESA, también ha aportado el lanzador, Ariane 5.

¡UN PARASOL GIGANTE COMO UNA PISTA DE TENIS! El espejo y los instrumentos están protegidos por un parasol de cinco capas, sus dimensiones son 21 metros de largo por 14 de ancho.
Mientras que un lado el telescopio estará a 85º, el otro estará a -233ºC.

¡UN ESPEJO DE ORO! El espejo primario de 6.5 m de diámetro está formado por 18 espejos hexagonales de 132 cm cada uno. Fabricados de berilio cada hexágono pesa 20 kg y tiene una capa de 120 nanómetros de oro, 200 veces más fino que un cabello humano. 48.52 g de oro en total.

 

 

Instrumentos

El Telescopio Espacial James Webb es un telescopio científico y lleva 4 instrumentos en total. NIRCam fabricado por la NASA, FGS fabricado por la CSA, NIRSpec fabricado por la ESA y MIRI fabricado en colaboración de la NASA y la ESA.

james webb explicado

 

 

NIRCam: Cámara infraroja con cobertrura espectral desde el borde del espectro visible hasta el infrarrojo cercano. Es un aparato clave para que los 18 espejos se alineen y trabajen como uno solo.

NIRSpec: Espectroscopio que trabaja en el infrarrojo cercano. Este ambicioso instrumento puede ver más de 100 objetos de manera simultánea.

MIRI: Instrumento que medirá el rango de longitud de onda en el infrarrojo medio diferenciando así al James Webb del Hubble de manera considerable.
Podrá observar objetos más fríos y más distantes que el infrarrojo cercano, por lo tanto objetos más antiguos.

FGS: Estabilizador garantizará la línea de visión del observatorio durante las observaciones científicas. Sus mediciones se utilizarán para controlar la orientación general del telescopio.

 

 

Operación

James Webb se operará en el segundo punto Lagrange Sol-Tierra (L2), ubicado a 1,5 millones de km de la Tierra y, por lo tanto, NO será posible una reparación a diferencia que el Telescopio Espacial Hubble que ya fue diseñado para ello.

Todos los sistemas del James Webb están diseñados para resolver contingencias y si se pueden duplicar se han duplicado, ha diseñado para sobrevivir a los impactos de micrometeoroides si se llegase a dar la situación.

 

 

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Puerto Espacial de Kourou

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El Telescopio Espacial James Webb desde Kourou se lanzará al espacio. Este puerto espacial, cuyo nombre oficial es Centre Spatial Guyanais (CSG), está situado cerca de la localidad de Kourou, en la Guayana Francesa. Comenzó a construirse en el año 1964 y está operativo desde el 1968.

La ubicación del CSG es envidiable por su baja latitud, 5°3′ N, óptima para lanzamientos a órbitas ecuatoriales. La extensión de todo el complejo es de unos 700 km², y cuenta con cuatro bases de lanzamiento y muchos edificios de servicios.

kourou james webb

 

 

Kourou actualmente

En la actualidad el centro espacial está administrado de manera conjunta entre el Centro Nacional de Estudios Espaciales y la ESA, así como por la empresa Arianespace. La seguridad de la base se encuentra a cargo de la Legión Extranjera y la policía militar francesa.

El puerto espacial de Kourou es propiedad del CNES. No obstante, es administrado por tres entidades: CNES, ESA y Arianespace. La infraestructura necesaria para realizar operaciones está cubierta financieramente por la ESA (2/3) y por el Estado Francés (1/3).

Arianespace, supervisa las operaciones de ensamblaje de los lanzadores, y es la responsable del cronograma y las operaciones durante los lanzamientos. La producción y manejo de propelentes o el montaje de lanzadores concretos son subcontratados a otras empresas.

 

 

Plataformas

Actualmente existen 3 plataformas en activo una para los cohetes Vega, otra para los Ariane, y la última construida para cohetes Soyuz. No obstante hay una plataforma extra en construcción para el futuro Ariane 6.

La Zona de Lanzamiento Vega (ZLV), conocida antes como ELA-1, hoy en día se utiliza para el lanzamiento de los cohetes Vega. Su construcción comenzó en 1973 acabando en 1978. Tras el primer vuelo del cohete Ariane 1, en 1979, la base fue certificada para operaciones. La plataforma se utilizó para el Ariane 1, Ariane 2 y Ariane 3 luego fue clausurada y en 1991 la torre de la base fue demolida. Posteriormente para los lanzadores Vega por motivos económicos y está operativa desde 2012.

La Zona de Lanzamiento Ariane (ZLA), conocida como ELA-3, es empleada para lanzar el cohete Ariane 5 (y desde donde se lanzará el James Webb). La plataforma se encuentra dentro del recinto de 21 km², que incluye edificios para el ensamblaje del lanzador, centros de control. La plataforma de lanzamiento cuenta con una torre que suministra combustible y oxidante al lanzador, así como una torre de agua de 80m de alto que se emplea para reducir vibraciones. Alrededor del cohete hay 4 postes metálicos que actúan como una jaula de Faraday.

james webb desde kourou

 

 

Más plataformas

La plataforma de lanzamiento se controla desde el Centre de Lancement 3. Se encuentra situado a 2.5 km de la plataforma de lanzamiento, está protegido frente a accidentes y cuenta con una autonomía de 20 horas si surge la necesidad de aislamiento.

El lanzador es transportado entre los distintos edificios y luego la plataforma de lanzamiento sobre raíles con la ayuda de vehículos especializados que alcanzan una velocidad de 3.5 km/h.

La Zona de Lanzamiento Soyuz (ZLS), también conocida como ELS, se utiliza para los lanzamientos de cohetes Soyuz desde el 21 de octubre de 2011. Se construyó siguiendo el modelo de las instalaciones del Cosmódromo de Baikonur. La construcción finalizó en 2015. La ELS cuenta con un edificio para el ensamblaje del horizontal cohete. Luego el cohete se traslada sobre raíles a la plataforma de lanzamiento y es levantado. El ensamblaje de la carga útil se realiza bajo un pórtico móvil, que se retira antes del lanzamiento.

La zona de lanzamiento ELA-4 es la cuarta plataforma de lanzamiento construida para cohetes Ariane. Diseñada para el lanzamiento de Ariane 6, los trabajos de construcción comenzaron en el verano de 2016.

james webb desde kourou

 

 

Seguimiento

El CSG cuenta con varias estaciones destinadas al seguimiento de los cohetes durante los lanzamientos y de satélites. Algunas de estas estaciones se encuentran dentro del recinto principal del centro espacial, mientras que otras se sitúan en las cercanías.

Dentro del recinto del centro espacial se encuentra la estación meteorológica activa desde 1968.
En la actualidad sus mediciones se complementan con las de globos sonda, lanzados antes de las campañas de lanzamiento.

Cerca de ELA-4 se encuentra la estación de Kourou de la red ESTRACK. La estación cuenta con una antena de 15 m de diámetro que se emplea principalmente para el seguimiento de la misión XMM-Newton, pero también realiza seguimiento de apoyo a otras misiones.

Dentro del recinto del puerto espacial también se encuentra una estación ligada al sistema de satélites Galileo.

james webb desde kourou

 

 

Seguimiento externo

Fuera del recinto del CSG, en dos colinas situadas tras atravesar el río Kourou, se encuentran dos estaciones destinadas al seguimiento de los cohetes tras el despegue. Las estaciones Grand Leblond y la Galliot permiten hacer un seguimiento prolongado del lanzador.

Lejos del CSG se encuentran otras instalaciones destinadas al seguimiento de los satélites: en Cayena se encuentra la estación de radar de Montabo, y en la Isla Royale existe una estación telescópica que permite observar los lanzamientos en visible e infrarrojo.

El CSG cuenta con varias instalaciones dedicadas a la preparación, almacenamiento y montaje de los satélites sobre los cohetes. Estas instalaciones se llaman EPCU (Ensemble de Préparation Charges Utiles), están distribuidas en tres zonas: S1, S3 y S5.

La zona S3 (cuenta con los edificios S2, S3 y S4) era empleada para la realización de operaciones peligrosas, tales como el llenado de los tanques de propelente, pero en la actualidad se usa para la preparación de la etapa Fregat de los cohetes Soyuz.

Por último, la zona S5 está compuesta por varios edificios que cuentan con salas limpias, que permiten realizar trabajos de integración de satélites y llenado de tanques de propelente.

 

 

Edificios

Cerca de la entrada al puerto espacial se encuentra un conjunto de edificios denominado Centro Técnico, donde se organiza todo el CSG. Dentro del Centro Técnico también se encuentra la primera de las instalaciones de preparación de satélites, EPCU-S1.

En el mismo edificio en el que se encuentra la sala de control Júpiter y existe un museo dedicado al espacio y su exploración, el Musée de l’Space. Adjunto a estos edificios se encuentra una maqueta de un cohete Ariane 5.

 

 

Fuera del recinto del CSG, en la orilla del Río Kourou, se encuentra el puerto de Pariacabo. Aquí es donde atracan los barcos que transportan las partes de los lanzadores fabricadas en Europa. El JWST también llegó por aquí.

 

 

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La empresa Arianespace

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Arianespace es una empresa francesa fundada en 1980 siendo el primer proveedor de servicios de lanzamiento comercial del mundo, y en la actualidad estamos en una relación entre Arianespace y el James Webb que será muy estrecha con su lanzamiento. Se encarga de la operación y comercialización del íntegra de los programas Ariane, Vega y Soyuz lanzados desde Kourou.

La empresa ofrece varios vehículos de lanzamiento diferentes. El Ariane 5 de carga pesada para lanzamientos dobles a la órbita de transferencia geoestacionaria, el Soyuz-2 como alternativa de carga media y el Vega de combustible sólido para cargas útiles más ligeras.

Buscando de un medio independiente a las superpotencias para lanzar satélites, nueve gobiernos europeos se unieron a través de la Agencia Espacial Europea para crear su propio cohete.
El resultado fue el Ariane 1, lanzado por primera vez en diciembre de 1979.

arianespace y el james webb

 

 

Perseverancia

Pero no fue hasta mayo de 1984 cuando un cohete Ariane 1 completó lo que se describió como el primer lanzamiento espacial comercial del mundo. Su carga útil era el satélite Spacenet 1 y el cliente no era una empresa europea, sino una de Estados Unidos.

El 4 de agosto de 1984 se produjo otro lanzamiento con el Ariane 3, más potente. Este cohete y el Ariane 2 completaron juntos sólo 18 vuelos. Desde 1982 se estaba desarrollando un lanzador más potente. El Ariane 4, que voló por primera vez en junio de 1988.

El Ariane 4 contaba con un nuevo sistema para desplegar múltiples satélites en un solo lanzamiento. Realizaría la mayoría de los lanzamientos de la empresa hasta su retirada en 2003.

Todos los cohetes que Arianespace ha lanzado lo ha hecho desde el Puerto Espacial de Kourou, en Guayana Francesa. Una posición cercana al ecuador facilita muchísimo lanzar cohetes fuera de la gravedad terrestre, lo que permitía ahorrar combustible y peso.

 

 

Cuando la presidencia de Reagan puso fin al acceso comercial al transbordador después de la pérdida del Challenger en 1986. Arianespace se encontró en el centro de un monopolio controlando el acceso comercial al espacio. Mientras los contratistas de USA luchaban por sacar nuevos cohetes.

Al principio, Arianespace tuvo problemas para igualar la fiabilidad de sus rivales estadounidenses. En 1985 fue la primera misión fallida, cuando transportaba un satélite de 80 millones de dólares. El cohete que lo transportaba se desvió y tuvo que ser destruido.

 

Avances

En 1990 se creó una nueva entidad, Arianespace Participation, para dar lugar a nuevos inversores italianos y de otros países. De este modo se aseguraba el control francés de la empresa operativa (que actualmente lo siguen manteniendo con un 64.1%).

A principios de los años 90, Arianespace lanzaba dos docenas de satélites al año. Tras una increíble década de crecimiento el mercado de lanzamientos de satélites de telecomunicaciones se hundió en el 2002.

Ariane 4 realizó su último vuelo en febrero de 2003. El siguiente de la serie, el Ariane 5, resultó ser muy exitoso. Sin embargo, hubo que superar algunos problemas iniciales importantes. El primer cohete Ariane 5 explotó poco después del despegue en 1996.

Una versión más pesada, llamada Ariane 5 ECA, también fracasó en su primer lanzamiento en diciembre de 2002. Sin embargo, Arianespace pronto superó sus problemas para crear otro vehículo de lanzamiento muy solicitado.

 

 

Consolidación

El 11 de agosto de 2005, un cohete Ariane 5 ECA elevó el mayor satélite comercial de comunicaciones jamás puesto en órbita. Llamado Thaicom 4 un satélite de alto rendimiento que permite brindar servicio de banda ancha a 2 millones de usuarios.

La mayoría de los satélites que la empresa lanzaba eran sustituciones de otros puestos en órbita a principios de los años noventa. En 2007, el principal operador de satélites de telecomunicaciones, SES S.A., contrató a Arianespace para lanzar diez satélites hasta 2013.

Mientras los rivales de la empresa experimentaban grandes dificultades con sus programas, el Ariane 5 era considerado el lanzador más fiable. Algo que mejora la relación entre Arianespace y el James Webb Space Telescope hasta el próximo 24 de diciembre.

 

 

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Cohete Ariane 5

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El Telescopio Espacial James Webb será lanzado a bordo de un cohete Ariane 5 desde el puerto espacial de Kourou. Esto es debido a que el vehículo de lanzamiento forma parte de la contribución europea a la misión.

El Ariane 5 es un cohete de un solo uso construido por EADS Astrium y operado por Arianespace. Tiene 53m de altura y 5,4 m de diámetro con una masa en el despegue de 780 toneladas. Puede colocar satélites en tanto en las órbitas bajas y medias como en la órbita geoestacionaria.

james webb en el ariane 5

 

 

Desarrollo

Su desarrollo llevó 10 años iniciando en 1984 y tuvo un costo de 6 mil millones de euros.
Si bien es cierto que es el sucesor del Ariane 4 no es un derivado directo ya que tiene muchas diferencias que le otorgan unas capacidades muy buenas para la época.

El objetivo inicial del Ariane 5 era servir como lanzador del transbordador espacial tripulado europeo Hermes. Cuando la ESA canceló el proyecto, el cohete se destinó a cumplir únicamente misiones comerciales.

El Ariane 5 es una referencia mundial en la categoría de cohetes pesados; capaz de transportar cargas de más de 10 toneladas a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) y más de 20 toneladas a la órbita baja terrestre (LEO), con un alto grado de precisión.

Tanto las cofias como el anillo que sujeta al James Webb con el cohete son fabricados por la empresa RUAG Space. Las cofias servirán para proporcionar una estabilidad aerodinámica y protección al telescopio durante el lanzamiento.

 

 

Propulsión

A los lados del Ariane 5 se encuentran dos cohetes de combustible sólido y cada uno cuenta con un empuje de 7,08 MN cada uno. Su composición es de perclorato de amonio (68%), combustible de aluminio (18%) y HTPB (14%). Arden durante 130 segundos antes de desacoplarse.

La primera etapa del cohete utiliza Hidrógeno líquido (LH2) como combustible y Oxígeno líquido (LOX) como oxidante. Cuenta en la base con un motor Vulcain 2 que le proporciona 1,39 MN de empuje.

james webb en el ariane 5

 

 

La segunda etapa situada bajo el telescopio también utiliza Hidrógeno líquido (LH2) como combustible y Oxígeno líquido (LOX) como oxidante, esta etapa superior también permite múltiples encendidos de ser necesario.

Con más de 100 lanzamientos sobre sus motores. El Ariane 5 entregará el James Webb directamente en una órbita de inyección a L2 de alta precisión. ¡¡VAMOS ARIANE, VAMOS JAMES WEBB!!

 

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