A principios de Diciembre del pasado año,
culminaba con éxito "la reparación más cara de la
historia" al solucionar, desde el transbordador Endeavour los defectos
ópticos del Telescopio Espacial Hubble. Fue cara pero necesaria
(según muchos) por que estaba en juego algo más que el buen
funcionamiento de un aparato, estaba en tela de juicio el prestigio de
la NASA y sobre todo el futuro a medio plazo de toda la industria espacial
norteamericana.
El Hubble fue lanzado al espacio
en Abril de 1990. Muy poco después de entrar en funcionamiento,
los responsables de las observaciones con el Telescopio admitieron que
existían problemas con la calidad de las imágenes obtenidas,
por lo que después de revisar toda la documentación de los
instrumentos que incorporaba, concluyeron en un defecto de fabricación
del espejo principal por una aberración esférica.
En el año 1974 se inició
el proyecto Hubble - hace 20 años -, cuando los avances con telescopios
de gran tamaño en la Tierra parecía haber llegado a un punto
muerto.
El desarrollo en la primera mitad del siglo de telescopios de gran tamaño culminó con la fabricación del gran telescopio Hale de Monte Palomar (U.S.A.) de 5m y otro Soviético de 6m. La capacidad de observar objetos más lejanos pasaba por construir telescopios más grandes y esto era muy difícil, pues requería fabricar espejos de más diámetro y más pesados y las estructuras capaces de soportarlos. Para ilustrar tales dificultades basta decir que si para un espejo de 4m de diámetro la estructura debe soportar 15.000 kg., para uno de 8m de diámetro debe soportar 200.000 kg., es decir por duplicar el diámetro el peso se multiplica por 13.
Hasta mediados de la década de los 70 no empezaron ha haber propuestas que solventaran estos problemas, que básicamente consistía en construir espejos fraccionados con nuevos materiales mucho más ligeros.
Pero para entonces la NASA ya tenía ultimado el proyecto para un telescopio en el espacio de modestas dimensiones (si se compara con los más grandes telescopios terrestres) pues el espejo principal solo tiene 2,38m de diámetro. Pero la capacidad de observación del Hubble estriba en su posición privilegiada fuera de la atmósfera terrestre, donde no hay polución de materias en suspensión y polución lumínica (procedente del alumbrado de los pueblos y ciudades); las turbulencias y distorsiones por las diferencias de densidad del aire y en el índice de refracción por las corrientes térmicas, que convierten las imágenes nítidas en borrosas.
Por otro lado, nuestra atmósfera
actúa como un eficaz filtro contra todo el espectro de
radiaciones que nos llegan del espacio exterior. En especial de la
ultravioleta. Es en este campo precisamente en donde el Hubble adquiere
toda su importancia, puesto que a la tierra apenas nos llegan rayos ultravioletas,
aunque es una suerte para nuestra salud es un inconveniente importante
para el estudio de cualquier astro como fuente de información.
Aunque también lo son las
ondas de radio, las microondas y el infrarrojo, estas nos llegan en mejor
estado, a excepción de las ondas de radio que se interfieren con
las masivas emisiones de las comunicaciones humanas y otros usos.
Desde su concepción el Hubble
estaba destinado a ser el instrumento más perfecto construido por
el hombre, pues los requerimientos de calidad y precisión de la
NASA a los diferentes fabricantes eran elevadisimos. Gran parte de las
atenciones recaían en una pieza fundamental: el espejo principal,
un disco de cristal de 238 cm. de diámetro y que constituyó
todo un reto para sus constructores. Podemos destacar estos puntos :
1. Se desarrolló (1977) un nuevo sistema
para la fabricación del vidrio en bruto (que después sería
el espejo) basado en la superposición de diversas láminas
de cristal en una estructura de sandwich, lo que le confería una
ligereza extrema (aire en un 90 %) esto permitiría un coeficiente
de dilatación prácticamente de 0. Este era un problema muy
importante teniendo en cuenta que debía orbitar alrededor de la
Tierra, pasando de la exposición directa al Sol a la sombra
en donde se producen cambios extremos de temperatura. Por otro lado, el
coste de la puesta en órbita de una masa mayor dispararía
el presupuesto. Con esta innovadora técnica el peso quedó
reducido a 1.000 Kg. aproximadamente.
2. Se desarrolló un nuevo método
para pulir el cristal capaz de ajustarse a las tolerancias exigidas por
la NASA de 12 millonésimas de milímetro y otro instrumento
(interferómetro de rayos láser) capaz de realizar las comprobaciones
entre pasada y pasada de la herramienta. Con todo ello se tardaron 8 meses
en pulir el espejo.
3. Se desarrolló y construyó una
cámara de vacío (tan grande como un edificio de dos plantas)
para realizar el recubrimiento con aluminio puro y después con sulfuro
de magnesio como sustancia sellante, que aplicado inmediatamente después
(antes de 2,5 minutos) del aluminio evitaría su oxidación,
que de ocurrir supondría que el espejo absorbería la
radiación ultravioleta en vez de reflejarla, y por tanto la ceguera
del instrumento en este espectro.
4. Se construyó una cama de púas
de titanio con un zafiro en la punta cada púa, para acostar
el cristal mientras se pulía puesto que las tensiones aquí
en la Tierra a presión atmosférica son muy diferente
a la que se encontraría el cristal en ausencia de presión
y gravedad del espacio. Y aquí es donde se falló, el
posicionamiento de una de estas púas muy próxima al borde
del espejo, ocasionó con el cambio de forma al desaparecer la presión
atmosférica en el espacio, una aberración esférica
de algunas milésimas de milímetro, pero suficiente para perder
el telescopio toda su capacidad de observar objetos lejanos.
En un principio los astrónomos,
frustrados, solo pudieron mediante el tratamiento informático de
las imágenes corregir los defectos de visión del Hubble,
puesto que se conocía la magnitud de la aberración,
la imagen que vía satélite les llegaba del telescopio, y
la forma teórica ideal del hiperboloide del espejo.
No obstante dadas las limitaciones de observación
se le asignaron tareas apropiadas en donde los resultados fueran satisfactorios
mientras se estudiaban otras alternativas: la reparación del espejo
o construir otro telescopio. Hasta el momento el coste del telescopio era
de 260.000 millones de pesetas de los cuales más de 70.000 millones
costo el almacenamiento del espejo desde su terminación hasta el
día del acoplamiento en el telescopio.
Construir otro telescopio era
factible pues existía material proveniente de la guerra de
las galaxias y seguramente resultaba más barato que la reparación.
Pero la reparación era imprescindible, ya que no solo se reparaba
un instrumento sino también un error de bulto que se sumaba al desagradable
recuerdo de la tragedia del Challenger y esa era una espina que la NASA
deseaba quitarse. Así que se comprometió incluso a la administración
Clinton para que apoyase la reparación cuyo coste fue de 75.000
millones de pesetas.
Una vez decidida la reparación
la E.S.A. (Agencia Espacial Europea) se encargó
de fabricar unos pequeños espejos
del tamaño de una moneda que se adosarían a la superficie
reflectante del espejo principal con el fin de corregir los defectos de
fabricación del mismo.
Toda la misión fue un reto y en cierta
manera una novedad, pues nunca se había trabajado tanto tiempo fuera
del transbordador espacial (ENDEAVOUR) en misiones extravehiculares (EVA)
ni tan lejos de las órbitas ordinarias de trabajo del transbordador
(200 Km), puesto que el Hubble ocupa una órbita a 590 Km de distancia.
Como el transbordador tenía que realizar varias órbitas para
alcanzar la misma posición y velocidad del Hubble (27.000 Km) solo
tenía combustible para un intento.
Para asegurar el éxito de la misión,
se ensayaron decenas de veces las operaciones a realizar en es espacio
simulando las condiciones "ambientales" en piscinas
El Hubble se encuentra en una privilegiada
posición lejos de la Tierra, equipado con la tecnología más
innovadora en el campo de la óptica-electónica (fotosensores)
y que además de otros equipos, la E.S.A. ha suministrado
una cámara para la observación planetaria y otra para objetos
débiles, un espectrógrafo de alta resolución y otro
de objetos débiles y un fotómetro de alta velocidad. Esto
le ha valido un 20% del tiempo de observación con el Telescopio.
Con todas las ventajas del Hubble se espera
mediante el estudio del espacio profundo (o astrofísica galáctica)
encontrar los límites del universo para conocer nuestro pasado y
nuestro futuro, determinando su edad y si su expansión continuará
indefinidamente o terminará por contraerse.
BIBLIOGRAFIA
VIAJE A TRAVES DEL UNIVERSO
TRIBUNA DE ASTRONOMIA
INVESTIGACION Y CIENCIA
MUY INTERESANTE
HISTORIA DE LA NASA