El Telescopio Espacial James Webb (JWST o "Webb") es un telescopio espacial que está planeado para suceder al Telescopio Espacial Hubble como la misión astrofísica insignia de la NASA. El JWST proporcionará una resolución infrarroja mejorada y una sensibilidad sobre el Hubble, y permitirá una amplia gama de investigaciones en los campos de la astronomía y la cosmología, incluida la observación de algunos de los eventos y objetos más distantes del universo, como la formación de las primeras galaxias.

El espejo principal del JWST, el elemento del telescopio óptico, está compuesto por dieciocho segmentos de espejo hexagonales de 1,32 metros (4 pies 4 pulgadas) de diámetro en círculo hechos de berilio bañado en oro que se combinan para crear un espejo de 6,5 metros (21 pies) de diámetro. considerablemente más grande que el espejo de 2,4 metros (7 pies 10 pulgadas) del Hubble. A diferencia del telescopio Hubble, que observa en los espectros del ultravioleta cercano, visible y cercano al infrarrojo (0,1 a 1 μm), el JWST observará en un rango de frecuencia más bajo, desde la luz visible de longitud de onda larga hasta el infrarrojo medio (0,6 a 28,3 μm). ), lo que le permitirá observar objetos de alto corrimiento al rojo que son demasiado viejos y demasiado distantes para que el Hubble los observe. El telescopio debe mantenerse muy frío para poder observar en el infrarrojo sin interferencias, por lo que se desplegará en el espacio cerca del punto Lagrange L2 Tierra-Sol, y un gran parasol hecho de Kapton recubierto de silicona y aluminio mantendrá su espejo e instrumentos por debajo de 50 K (-223,2 ° C; -369,7 ° F).

El JWST está siendo desarrollado por la NASA, con importantes contribuciones de la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA está administrando el esfuerzo de desarrollo después de las operaciones después del lanzamiento por el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, y lleva el nombre de James E. Webb, quien fue el administrador de la NASA de 1961 a 1968 y desempeñó un papel integral en el programa Apollo. El contratista principal es Northrop Grumman.

El desarrollo comenzó en 1996 para un lanzamiento que se planeó inicialmente para 2007 y un presupuesto de 500 millones de dólares, pero el proyecto ha tenido numerosos retrasos y sobrecostos, y se sometió a un importante rediseño en 2005. La construcción del JWST se completó a finales de 2016, después de lo cual comenzó su extensa fase de prueba. En marzo de 2018, la NASA retrasó aún más el lanzamiento después de que el parasol del telescopio se rasgó durante un despliegue de práctica. El lanzamiento se retrasó nuevamente en junio de 2018 siguiendo las recomendaciones de una junta de revisión independiente. El trabajo de integración y prueba del telescopio se suspendió en marzo de 2020 debido a la pandemia COVID-19, lo que agregó más demoras. Se reanudó el trabajo, pero la NASA anunció que la fecha de lanzamiento se retrasó una vez más hasta el 31 de octubre de 2021. El costo actual de desarrollo supera los $ 10 mil millones.

El JWST tiene una masa esperada de aproximadamente la mitad de la del telescopio espacial Hubble, pero su espejo principal, un reflector de berilio recubierto de oro de 6,5 metros de diámetro, tendrá un área de recolección seis veces mayor, 25,4 metros cuadrados (273 pies cuadrados), utilizando 18 hexágonos. espejos con 0,9 metros cuadrados (9,7 pies cuadrados) de oscurecimiento para los puntales de soporte secundarios.

El JWST está orientado hacia la astronomía del infrarrojo cercano, pero también puede ver la luz visible naranja y roja, así como la región del infrarrojo medio, según el instrumento. El diseño enfatiza el infrarrojo cercano a medio por tres razones principales: los objetos con alto desplazamiento al rojo tienen sus emisiones visibles desplazadas hacia el infrarrojo, los objetos fríos como discos de escombros y planetas emiten con mayor intensidad en el infrarrojo, y esta banda es difícil de estudiar desde el suelo o por telescopios espaciales existentes como el Hubble. Los telescopios terrestres deben mirar a través de la atmósfera terrestre, que es opaca en muchas bandas infrarrojas (ver figura de absorción atmosférica). Incluso donde la atmósfera es transparente, muchos de los compuestos químicos objetivo, como el agua, el dióxido de carbono y el metano, también existen en la atmósfera de la Tierra, lo que complica enormemente el análisis. Los telescopios espaciales existentes, como el Hubble, no pueden estudiar estas bandas, ya que sus espejos no están lo suficientemente fríos (el espejo del Hubble se mantiene a unos 15 ° C (288 K)), por lo que el propio telescopio irradia con fuerza en las bandas infrarrojas.

El JWST operará cerca de la Tierra-Sol L2 (punto de Lagrange), aproximadamente 1.500.000 kilómetros (930.000 millas) más allá de la órbita terrestre. A modo de comparación, el Hubble orbita a 550 kilómetros (340 millas) sobre la superficie de la Tierra, y la Luna está aproximadamente a 400.000 kilómetros (250.000 millas) de la Tierra. Esta distancia hizo que la reparación o actualización posterior al lanzamiento del hardware JWST fuera prácticamente imposible con las naves espaciales disponibles durante la etapa de diseño y fabricación del telescopio. SpaceX dice que su nueva nave espacial tiene la capacidad de entregar satélites y telescopios espaciales incluso más grandes que el James Webb y está diseñada para alcanzar la órbita de Marte. Los objetos cerca de este punto de Lagrange pueden orbitar el Sol en sincronía con la Tierra, lo que permite que el telescopio permanezca a una distancia aproximadamente constante y use un solo parasol para bloquear el calor y la luz del Sol y la Tierra. Esta disposición mantendrá la temperatura de la nave espacial por debajo de 50 K (-223,2 ° C; -369,7 ° F), necesaria para las observaciones infrarrojas.

El JWST tiene cuatro objetivos clave: buscar luz de 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 planetarios y estudiar planetarios. sistemas y los orígenes de la vida. Estos objetivos se pueden lograr de manera más eficaz mediante la observación en luz infrarroja cercana en lugar de la luz en la parte visible del espectro. Por esta razón, los instrumentos del JWST no medirán la luz visible o ultravioleta como el telescopio Hubble, pero tendrán una capacidad mucho mayor para realizar astronomía infrarroja. El JWST será sensible a un rango de longitudes de onda de 0,6 (luz naranja) a 28 micrómetros (radiación infrarroja profunda a aproximadamente 100 K (−173 ° C; −280 ° F)).