Telescopio espacial Hubble

El telescopio espacial Hubble visto desde Transbordador espacial Discovery durante la misión STS-82.
Organización	NASA/ESA
Régimen de longitud de onda	Ultravioleta, visible e infrarrojo cercano
Altitud orbital	600 km
Periodo orbital	97 min
Fecha de lanzamiento	24 de abril de 1990
Fecha de desactivación	Alrededor del 2014
Masa	11 000 kg
Páginas web	http://hubble.nasa.gov http://www.stsci.edu
Características
Tipo de telescopio	Ritchey-Chretien reflector
Diámetro	2,4 m
Área colectora	aprox. 4,3 m2
Distancia focal efectiva	57,6 m
Instrumentos actuales (2007)
NICMOS	Cámara y espectrómetro multi-objeto del infrarrojo cercano
ACS	Cámara avanzada para sondeos (parcialmente estropeada)
WFPC2	Cámara planetaria y de gran angular 2
STIS	Espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (estropeado)
FGS	Sensor de guiado fino

Imagen de la nebulosa del Águila tomada por el Hubble.

El Telescopio espacial Hubble (HST por las siglas en inglés) es un telescopio robótico localizado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra a 593 km sobre el nivel del mar, con un periodo orbital entre 96 y 97 min. Denominado de esa forma en honor de Edwin Hubble, fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA inaugurando el programa de Grandes Observatorios. El telescopio puede obtener imágenes con una resolución óptica mayor de 0,1 segundos de arco. La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica, principalmente, en que de esta manera se pueden eliminar los efectos de la turbulencia atmosférica, siendo posible alcanzar el límite de difracción como resolución óptica del instrumento. Además, la atmósfera absorbe fuertemente la radiación electromagnética en ciertas longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo, disminuyendo la calidad de las imágenes e imposibilitando la adquisición de espectros en ciertas bandas caracterizadas por la absorción de la atmósfera terrestre. Los telescopios terrestres se ven también afectados por factores meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicación de telescopios terrestres.

El Telescopio Espacial Hubble ha sido uno de los proyectos que, sin duda, más han contribuido al descubrimiento espacial y desarrollo tecnológico de toda la Historia de la Humanidad. Gran parte del conocimiento científico del que los estudiosos disponen del espacio interestelar se debe al Telescopio Hubble.

Descripción técnica

La unidad tiene una masa en torno a 11 toneladas, de forma cilíndrica con una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 m. El coste del telescopio ascendió (en 1990) a 2000 millones de dólares US. Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio fabricado por Perkin Elmer produjo imágenes ligeramente desenfocadas debido a aberraciones esféricas. Aunque este fallo fue considerado en su día como una importante negligencia por parte del proyecto, la primera misión de servicio al telescopio espacial pudo instalar un sistema de corrección óptica capaz de corregir el defecto del espejo primario (COSTAR: Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) alcanzándose las especificaciones de resolución inicialmente previstas.

El telescopio es un reflector de dos espejos, teniendo el principal 2,4 m de diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía), otra de campo ancho, para obtener imágenes de planetas, y una tercera, infrarroja.

Para la generación de electricidad se emplean dos paneles solares que alimentan las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y los equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y del espectrómetro que trabajan a 93 K (-180 °C).

Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo velocidad muy lentamente y, a la vez, ganando atracción gravitacional, peso, de modo que cada vez que es visitado, el transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta. De esta manera, se consigue mantener la órbita, que había sido alterada por los efectos físicos antes mencionados, rozamiento y atracción terrestre.

La quinta misión de mantenimiento, prevista para 2006, se canceló inicialmente pero posteriormente se reinstauró. La fecha prevista en la actualidad es mayo de 2009. Con ella, está previsto que el Hubble alcanzará el final de su vida útil hacia 2010-2015. La fecha exacta del fin del Hubble es incierta, ya que depende de la vida de los giróscopos, baterías y el frenado atmosférico (corregible). La NASA prevé lanzar hacia el 2012 un telescopio de nueva generación (el James Webb) para observar en el infrarrojo cercano y medio. El Telescopio Espacial James Webb no es un sustituto del Hubble sino un complemento, ya que observa en un rango distinto del espectro electromagnético.

El 14 de junio de 2006 la cámara avanzada para sondeos (siglas en inglés, ACS), uno de los instrumentos considerados fundamentales en el telescopio, dejó de funcionar. La causa fue un excesivo voltaje en el circuito de alimentación principal que fue subsanada con la activación del sistema de respaldo. El 30 de junio la ACS volvió a funcionar correctamente. El 31 de octubre de 2006, el Administrador de NASA anunció la aprobación para una misión de mantenimiento. Esta misión de 11 días de duración tendrá lugar tentativamente en el otoño de 2008 y entraña la instalación de nuevas baterías, de la tercera cámara de gran angular (WFC3) y de un nuevo espectrógrafo (COS), así como la reparación de los giróscopos y posiblemente de STIS.

El 27 de enero de 2007, la ACS dejó de funcionar de nuevo debido a un cortocircuito en la misma. En principio, se pensó que el daño era irreversible para todos sus detectores. No obstante, más tarde se consiguió revivir uno de ellos (la SBC) y en la actualidad se está analizando si es posible reparar o no los otros dos (el WFC y el HRC) en la próxima misión de reparación. En la decisión final influirán los nuevos instrumentos que se instalarán en dicha misión (la WFC3 y el COS) y si es preferible reparar la ACS o STIS (existe un tiempo máximo que los astronautas pueden pasar fuera de la nave y la reparación de un instrumento lleva varias horas como mínimo). Mientras tanto, el Hubble utilizará los demás instrumentos que están disponibles para investigaciones.​

La NASA se la jugaba a una carta

Archivo:HH47 animation.gif

Secuencia de imágenes enviadas a partir de 1994 cuando el Hubble ve la gloria celestial.

En noviembre de 1993, la revista Science News publicó el titular que estaban esperando los científicos y astrónomos: “La gran reparación: la NASA planea arreglar el telescopio espacial Hubble”. Según New Scientist, constituía “la reparación más ambiciosa de la historia de la aeronáutica”. Un equipo de siete astronautas tendría que recuperar el Hubble y arreglarlo sobre la bodega de carga del transbordador, en pleno espacio. Se hicieron afirmaciones como las siguientes: “La NASA se la juega a una carta en esta misión” y “Una cita con el destino”.

Los oftalmólogos espaciales dieron un golpe maestro en el ámbito de la ciencia: en cinco paseos espaciales arreglaron los aparatos ópticos del Hubble e instalaron una cámara nueva del tamaño de un piano. Hicieron falta tres años de preparación para cambiar las piezas defectuosas e instalar los elementos correctores. La visita al oculista fue cara. Según fuentes confiables, el arreglo de las lentes costó 263 millones de dólares.

El punto álgido se alcanzó en enero de 1994, cuando se publicaron los siguientes titulares: “El telescopio Hubble ya no es miope” y “El Hubble por fin ve la gloria celestial”. La revista Astronomy anunció: “El Hubble ha quedado mejor que salido de fábrica”. Además, plasmó las reacciones de los astrónomos del Instituto Científico del Telescopio Espacial cuando recibieron las primeras imágenes: “Absolutamente increíbles”. “Al ver las primeras imágenes, nos entraron escalofríos.” “El Hubble ha quedado reparado a un grado que nunca hubiéramos soñado”, comentó satisfecho el doctor Edward J. Weiler, jefe científico del proyecto.​

Datos recogidos sobre el origen del universo

El Hubble está logrando que los teóricos se replanteen algunas de sus ideas tocante a la edad del universo. De hecho, el entendimiento actual los ha situado ante una paradoja. Los datos más recientes que ha proporcionado el Hubble, según Wilford, escritor de asuntos científicos del periódico The New York Times, “indican de manera convincente que el universo puede ser mucho más joven de lo que calculaban los científicos. Tal vez no tenga más de ocho mil millones de años”, en vez de los cálculos anteriores, que le asignaban veinte mil millones. El problema radica en que “se da por seguro que algunas estrellas tienen unos dieciséis mil millones de años”. No es de extrañar que, como sigue diciendo, “el universo parezca querer engañar a los cosmólogos lanzándoles con efecto la pelota de los hechos y demostrando así las lamentables limitaciones de sus conocimientos”. Además agrega: “Los que se dedican al estudio del universo han de aceptar la probabilidad de que, por muy brillantes e ingeniosos que sean, no conseguirán responder muchas preguntas fundamentales”.

Imágenes enviadas

Imagen del cometa Shoemaker-Levy 9 captada con el HST

No tardó en demostrarse que había valido la pena corregir el sistema óptico. En junio de 1994, la revista Time publicó que el Hubble había descubierto claros indicios en apoyo de la existencia de los agujeros negros. La NASA anunció que este había descubierto una “nube de gases en forma de disco que gira a la vertiginosa velocidad de 1,9 millones de kilómetros por hora”. Se halla a unos 50 millones de años luz, en el centro de la galaxia M87. Se dice que tiene una masa estimada de entre 2.000 y 3.000 millones de estrellas del tamaño del Sol, pero comprimidas en un espacio del tamaño del sistema solar. Los científicos calculan que el disco de gases tiene una temperatura de 10.000 grados Celsius. La única explicación que puede darse en la actualidad para este fenómeno es la existencia de una enorme fuerza gravitatoria ejercida por un mastodóntico agujero negro, en torno al cual da vueltas el disco.

El Hubble también envió imágenes extraordinarias del cometa Shoemaker-Levy 9 cuando este se dirigía en una trayectoria autodestructiva a Júpiter, donde se desintegró en julio de 1994. Las imágenes de las galaxias que envía el Hubble son de tal nitidez que un científico calificó así el trabajo: “Un ligero cambio en el espejo, un paso gigante en astronomía”. Según la revista Investigación y Ciencia, en la actualidad “la resolución del Hubble decuplica la del mejor instrumento instalado en tierra, y gracias a ello puede observar con claridad un volumen de espacio mil veces mayor [que otros telescopios]”.

Cifras

• En el momento de ser lanzado era del tamaño de un vagón cisterna o de un edificio de cuatro pisos, de 13 metros de longitud y 4 de diámetro, y un peso superior a las 12 toneladas.
• La cámara más sofisticada del telescopio espacial Hubble ha creado una imagen mosaico de un gran pedazo del cielo, que incluye al menos 10 000 galaxias.
• El Hubble se encuentra a 593 kilómetros sobre nivel del mar.
• Con el telescopio Espacial Hubble se han observado aproximadamente un millón de objetos. En comparación, el ojo humano tan sólo puede ver unas 6.000 estrellas a simple vista.
• Las observaciones del HST, incluyendo unas 500 000 fotografías, ocupan 1420 discos ópticos de 6,66 GB (8,34 terabytes).
• El Hubble tiene un índice con la posición detallada de 15 millones de estrellas (catálogo H.G.S.C. o Hubble Guide Star Catalogue) que le permite apuntar con gran precisión a sus objetivos.
• El Hubble ha dado la vuelta a la Tierra cada 97 min, viajando casi 3000 millones de km, una distancia superior a la que supondría hacer un viaje de ida a Neptuno.
• Astrónomos de más de 45 países han publicado los descubrimientos hechos con el Hubble en 4800 artículos científicos.
• El Hubble da una vuelta a la Tierra cada 97 minutos a una velocidad de 28.000 kilómetros por hora.​ Aún así es capaz de apuntar a un astro con enorme precisión (la desviación es inferior al grosor de un cabello humano visto a una distancia de un kilómetro y medio).

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre el Hubble.
• Página en español dedicada al trabajo del Hubble
• Página de la ESA dedicada al Hubble.
• Página de la NASA dedicada al Hubble.
• Página Europea para el Telescopio Espacial Hubble (en inglés)
• Telescopios en órbita Actividad educativa: Naves Espaciales de la Tierra y la Luna.

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