Hubble, por fin en órbita

Irazabalbeitia, Inaki

kimikaria eta zientzia-dibulgatzailea

Elhuyar Fundazioa

La última semana de abril el transbordador Discovery puso en órbita un telescopio llamado Hubble. Este proyecto ha sufrido un retraso de años, pero los astrónomos están ansiosos por abrir nuevas ventanas hacia el universo.
Edwin Hubble.

La idea de colocar un telescopio en el espacio no es nueva. En 1923 (mientras los satélites artificiales y los espacios eran el sueño de los locos) Hermann Oberth, padre del cohete alemán, lanzó por primera vez la idea. Cuarenta años después, la Academia de Ciencias de los EEUU declaró que la construcción del telescopio espacial debía ser un objetivo científico fundamental a nivel nacional. En 1971 NASA comienza a realizar estudios de viabilidad. Cuatro años después ESA (Agencia Espacial Europea) se incorporó a este proyecto.

El espejo principal del telescopio terminó en 1981. Hubble tenía que estar en el espacio para 1983, pero la NASA, por problemas diferentes, fue retrasando el lanzamiento. Una vez superados todos los problemas, la remodelación del programa espacial provocada por el accidente de Challenger cuando estaba a punto de ser lanzado en 1986, ha retrasado el lanzamiento del telescopio espacial.

¿Por qué el telescopio espacial?

Si colocáramos un telescopio en el monte Everest y miráramos el cielo por el objetivo en la noche más limpia, la atmósfera de la Tierra dificultaría nuestra observación. La atmósfera absorbe, refracta y difracta parcialmente las radiaciones ultravioleta, visible e infrarroja que recibimos, afectando a la calidad de las imágenes astronómicas. Estas radiaciones aportan una enorme información sobre el origen, la evolución y el presente del Universo y los astrónomos situados en la superficie no pueden conocerlo.

El telescopio espacial recibe el nombre de Hubble en homenaje al astrónomo norteamericano Edwin Hubble. Las observaciones realizadas por Hubble dieron muchos datos a favor de la teoría del Big Bang vigente en la actualidad. Según esta teoría, el Universo nació hace 12-20 mil millones de años como consecuencia de una gran explosión. En los tres minutos siguientes a la explosión aparecieron los primeros núcleos atómicos. 500.000 años después se formaron átomos de hidrógeno y helio. Estos crearon finalmente galaxias. Los astrónomos no saben cómo y cuándo ocurría eso. Como Hubble será capaz de detectar la luz que ha viajado en el espacio entre 12 y 14 mil millones de años, se espera que aporte nuevos datos sobre estos procesos. Los telescopios que hay en la Tierra sólo pueden retroceder 2 mil millones de años.

Entre las aportaciones del astrónomo Hubble, se demostró que otras galaxias se alejan de nosotros. Es decir, que nuestro Universo se está expandiendo. La velocidad de expansión del universo se calcula a través de la constante del Hubble (velocidad de la galaxia dividida entre la distancia de nosotros a la galaxia). El primer valor de esta constante se dio en 1927 y después se han ido afinando, pero todavía no es lo suficientemente preciso.

Hubble recopilará datos para obtener un valor más preciso para esta constante analizando las estrellas llamadas cefeidas 1.

Características del Hubble

Simulación por ordenador. Arriba, el Hubble verá un cúmulo globular y abajo se ve desde el suelo.

Hubble pesa 11 toneladas, tiene una longitud de 13,1 m y una anchura de 4,47 m. Es un telescopio de reflexión; Newton XVII. Como el diseñado en el siglo XX. El espejo principal del telescopio, de 2,4 m de diámetro, tiene aproximadamente la mitad del diámetro del telescopio del monte Palomar de California. Su resolución será de 0,1 segundos de arco, diez veces superior a la de la Tierra.

En los telescopios de reflexión, el gran espejo principal recoge la luz y la refleja hacia un espejo secundario más pequeño. Esto concentra más la luz y conduce los rayos al plano focal de los instrumentos de observación.

La parte más importante del telescopio es el espejo principal o primario. La NASA decidió que debía ser ópticamente perfecta. Se entiende que la calidad de la imagen contenida en el plano focal debe depender de la naturaleza de la luz y no de la calidad del utillaje. Los espejos no deben estar continuamente contraídos ni dispersos, sino termodinámicamente estables. Dado que el telescopio orbita la Tierra, los cambios son muy frecuentes al pasar del día a la noche.

Para dar respuesta a estos requerimientos, los ingenieros han diseñado el espejo principal en tres capas: la placa trasera, la capa interna tipo panal y la superficie reflectante. El panal disminuye un poco: De 3.500 kg a 800 kg. El pulido del espejo ha sido realizado por máquinas controladas por ordenador dando forma hiperbólica, pero el acabado final se ha realizado manualmente. Posteriormente ha sido cubierta con una capa de aluminio, ya que este metal refleja el 99,5% de la luz. Desgraciadamente, el aluminio no refleja adecuadamente la radiación ultravioleta y además se oxida perdiendo propiedades reflectantes. Para evitarlo han cubierto el aluminio con una capa muy fina de fluoruro de magnesio. El fluoruro de magnesio refleja adecuadamente la luz ultravioleta y deja pasar la luz visible. No obstante, la reflectancia del telescopio en el campo de la luz auditiva es del 85%.

El plano focal de Hubble cuenta con dos cámaras (de amplio campo visual y de búsqueda de objetos luminosos), dos espectrómetros, un fotómetro y tres sensores de guía de alta precisión. Sin embargo, lo que puede hacer este utillaje está limitado por la causa del abastecimiento energético. Sólo dos de ellos pueden trabajar simultáneamente. Además, antes de poder utilizar las herramientas se necesitan 12 horas para que se estabilicen. Esto reduce el grado de utilización del telescopio.

Como conclusión

Hubble ha tenido una historia larga y llena de obstáculos. En diciembre, cuando estará listo para empezar a trabajar, nos abrirá una nueva ventana al Universo y algunos creen que se producirá una revolución en comparación con el telescopio de Galileo. El futuro dirá si eso es cierto o no.

Sin embargo, dado que el telescopio no es utilizado únicamente por astrónomos profesionales (los aficionados a los astrónomos podrán utilizarlo 20 horas al año), para mantener el romanticismo de antaño esperamos que los aficionados podamos hacer algún gran descubrimiento.


1.

Ver UNIVERSO. Desde Lur laune hasta Kuasa. Isaac Asimov. Elhuyar-Elkar 1988.

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