El telescopio espacial Hubble

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Hace una semana supimos que el telescopio espacial Hubble había sufrido una avería en uno de sus giroscopios. El telescopio originalmente contaba con seis giroscopios, que utiliza para orientarse y apuntar. El trabajo normal del telescopio requiere tres  giroscopios activos. Es posible trabajar con dos, aunque con ciertas limitaciones. Operando con dos no es posible acceder a todo el cielo, ni a observaciones que requieran mucha precisión o estabilidad en el apuntado. En estos momentos cuatro de esos giroscopios han fallado, dejando al telescopio con solo dos activos, y sin la posibilidad de reemplazarlos. En estos momentos el telescopio se encuentra en modo seguro, a la espera ver si desde si desde la NASA son capaces de reactivar uno de los giroscopios de forma remota. Si no pudiesen, el telescopio podría volver pronto al servicio activo, pero seguramente perdería parte de sus capacidades y tendría que re-evaluarse el tipo de ciencia que se hace con él. Estamos ante el inicio de una nueva era para el telescopio espacial Hubble, quizá incluso ante el inicio del fin de su andadura. Es un buen momento para recordar la historia del objeto más famoso que hemos puesto en el espacio.

Es un buen momento para recordar la historia del objeto más famoso que hemos puesto en el espacio.

La historia del telescopio espacial Hubble empieza mucho antes de su lanzamiento. En los años 40, el astrónomo Lyman Spitzer propuso la idea de que un gran telescopio en órbita a la Tierra tendría la capacidad de obtener imágenes de una calidad imposible para los telescopios terrestres. La turbulencia de la atmósfera representaba entonces un problema insuperable, que un telescopio espacial no sufriría. Spitzer dedicó buena parte de sus esfuerzos durante las siguientes décadas a hacer realidad su sueño de poner un telescopio en el espacio.

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Lyman Spitzer (Fuente: Princeton University)

un gran telescopio en órbita a la Tierra tendría la capacidad de obtener imágenes de una calidad imposible para los telescopios terrestres

Los primeros telescopios espaciales llegaron en la década de los 60. Pequeños telescopios dedicados en su mayoría a observación solar. Su éxito convención a la NASA de la importancia de poner en órbita un gran telescopio. A finales de la década de los 60 comenzó el desarrollo de los planes para poner un telescopio de 3 metros en el espacio, con su lanzamiento planeado para finales de los años 70. En esos primeros planes se enfatizaba ya la necesidad de contar con naves espaciales reutilizables para llevar a cabo el mantenimiento de dicho telescopio.

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Imagen conceptual del proyecto (Fuente: NASA)

Conseguir los fondos para llevar a cabo un programa tan ambicioso no fue tarea fácil. Los recortes de gasto del congreso de Estados Unidos llevados a cabo a mitad de los años 70 dejaron el proyecto completamente parado y al borde de la cancelación. La presión de la comunidad astronómica consiguió convencer al senado de mantener parte del presupuesto, pero  eso llevó a severos recortes en la escala del proyecto. El telescopio pasó de 3 a 2.4 metros, y varios programas satélites fueron cancelados. La falta de fondos llevó a la NASA a buscar la colaboración de la Agencia Espacial Europea (ESA), que entró a formar parte del proyecto. La participación de la ESA no se limitó a complementar los fondos, sino también a la fabricación de diversas partes del telescopio, incluyendo uno de sus instrumentos, y a la aportación de un buen número de científicos, técnicos e ingenieros. El diseño final del telescopio comenzó en 1978, con el objetivo de lanzarlo en 1983. Fue entonces cuando se decidió darle el nombre de Edwin Hubble, el científico que había descubierto tiempo antes que el universo se está expandiendo.

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Presentación del telescopio Hubble (Fuente: Carnegie Institution of Washington)

se decidió darle el nombre de Edwin Hubble, el científico que había descubierto tiempo antes que el universo se está expandiendo

El diseño y la construcción sufrieron múltiples retrasos, que inflaron el presupuesto por encima de los 2500 millones de $ (sobre los 400 millones presupuestados en origen). El lanzamiento estaba preparado para 1986, pero el accidente del transbordador Challenger puso en pausa todo el programa espacial americano, retrasando el lanzamiento hasta 1990. Más de una década tras la fecha original planeada, el transbordador Discovery puso el telescopio en órbita.

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Lanzamiento del telescopio Hubble en 1990 (Fuente: NASA)

Los problemas del proyecto no acabaron ahí. Semanas después del lanzamiento, las primeras imágenes revelaron un problema con el sistema óptico del telescopio. Las imágenes presentaban aberraciones que indicaban que el espejo primario había sido pulido de forma incorrecta. La diferencia respecto al pulido esperado era de apenas 1/50 veces el grosor de un pelo humano, pero eso era suficiente para afectar de manera dramática la calidad de las imágenes. Esto no impedía todos los tipos de observaciones, pero si aquellos para los que el telescopio había sido diseñado. En aquel momento el sentir general era el de que el telescopio Hubble era un fracaso de proporciones catastróficas. En la película Agarralo como puedas 2 y 1/2, el telescopio aparece comparado, entre otros proyectos y eventos, con el dirigible Hindemburg, el transatlántico Lusitania y el terremoto de San Francisco de 1906.

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Aberración de las imágenes causada por el pulido incorrecto del espejo. La imagen debería incluir solo el punto central (Fuente: NASA)

el sentir general era el de que el telescopio Hubble era un fracaso de proporciones catastróficas

Pese a la desconfianza general, la comunidad científica no dejó de aprovechar las imágenes generadas por el telescopio Hubble. La década anterior había visto el nacimiento de muchas técnicas de reconstrucción de imagen, que fueron puestas a prueba y mejoradas usando las imágenes del telescopio. Pese a que esto no permitía alcanzar la calidad esperada, mejoraba ampliamente la definición de cualquier imagen que pudiese tomarse desde tierra. Meses de pruebas analizando las imágenes llevaron al diseño de un sistema óptico adicional que solucionaría los problemas. Tres años después de su lanzamiento, Hubble recibió unas gafas que corrigieron por completo las aberraciones, permitiendo que alcanzase la calidad de imagen que se esperaba desde el principio.

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Imagen de la galaxia M100 antes (izquierda) y después (derecha) de la corrección óptica de 1993 (Fuente: NASA)

Este no fue el único problema que sufrió el telescopio Hubble. A lo largo de los años fue visitado en otras cuatro ocasiones, en 1997, 1999, 2002 y 2009. En todas ellas se realizaron mejoras en el telescopio y en sus instrumentos, y reparaciones de diferente índole. Hasta hoy, el telescopio ha estado en servicio 28 años.

El telescopio espacial Hubble ha sido un elemento clave en la astronomía de las últimas décadas. Desde su primera imagen, aun afectada por el defecto del espejo principal, demostró que podría llegar allá donde los telescopios de tierra no llegaban. Uno de los primeros resultados científicos importantes fue la caracterización del anillo formado alrededor de los restos de la supernova 1987A, algo que en ese momento era imposible desde tierra. El estudio de dicha supernova permitió además la determinación precisa de la distancia a la Nube de Magallanes, una de las galaxias satélite de la Vía Láctea.

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Anillo de la supernova 1987A (Fuente: NASA)

El telescopio Hubble aportó las que durante mucho tiempo fueron las mejores imágenes del resto de planetas de nuestro sistema solar, y de algunas de sus lunas, permitiendo estudiarlos con un detalle sin precedentes. Incluyendo el estudio de la gran mancha roja de Júpiter, el primer estudio de la atmósfera de Titán, la detección de oxígeno y fumarolas de vapor de agua en Europa, el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 sobre Júpiter o las primeras imágenes de la superficie de Plutón.

Permitió mirar mucho más lejos de lo que nunca habíamos mirado, propiciando las primeras detecciones de elementos del universo primigenio. Los estudios de la distancia a galaxias lejanas permitieron llevar a cabo las primeras estimaciones precisas de la edad del universo, y más tarde presentar las primeras evidencias de la expansión acelerada del universo.

Trajo las primeras evidencias sólidas de la existencia de los agujeros negros, y más tarde la confirmación de la existencia de los agujeros negros supermasivos situados en el centro de muchas galaxias. En 1994 permitió ver las espectaculares explosiones que se producen en la estrella gigante Eta Carinae, una estrella 4 millones de veces más brillante que el Sol y 150 veces más masiva.

En 1995 produjo su imagen más famosa, conocida como “Los pilares de la creación”, en la que se ve estrellas recién nacidas saliendo de las nubes de gas interestelar en la nebulosa del águila. En 1998 produjo la imagen más profunda y detallada del universo hasta el momento, en la que pueden verse más de 1500 galaxias en diferentes etapas de desarrollo, que después superaría en 2004 mostrando más de 10000 galaxias en una minúscula sección del cielo, y volvería a superar en 2012 .

También puso su grano de arena en la búsqueda de exoplanetas, presentando las primeras imágenes de discos protoplanetarios, en la Nebulosa de Orión, la primera medida de la atmósfera de un exoplaneta, la primera detección de una molécula orgánica en la atmósfera de un exoplaneta y la primera imagen en luz visible de un exoplaneta. Durante el año pasado incluso llegó a estudiar la atmósfera de los exoplanetas del sistema TRAPPIST-1.

A lo largo de 28 años de servicio, las observaciones del telescopio espacial Hubble han contribuido a avanzar todos los campos de la astronomía, produciendo innumerables avances y  descubrimientos. Demasiados para mencionarlos todos. Demasiados incluso para ilustrar los más importantes. No sería descabellado decir que ha sido el telescopio más importante de las últimas décadas, quizá de todo el siglo XX. Ha permitido ir donde nunca antes se había podido. Se ha convertido en un icono en la cultura popular, pese a un arranque complicado. Ha aparecido en películas, libros, juegos… Su nombre es suficiente para hacer que todos pensemos en el espacio. Ha hecho que generaciones enteras sueñen. Además de un instrumento científico revolucionario, es un símbolo del progreso humano. Todo gracias al esfuerzo y la perseverancia de muchas personas de diferentes nacionalidades, trasfondos y generaciones.

las observaciones del telescopio espacial Hubble han contribuido a avanzar todos los campos de la astronomía, produciendo innumerables avances y  descubrimientos

En estos momentos podríamos estar asistiendo al inicio del fin del Hubble. Si fuese así, sería una perdida enorme. No solo por su valor como instrumento científico, sino por todo lo que ha simbolizado. De lo que podemos estar seguros de que no se irá sin luchar. El equipo de Hubble hará todo lo posible por mantenerlo vivo, como siempre han hecho.

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El telescopio espacial Hubble en órbita a la Tierra (Fuente: NASA)