Han pasado tres meses en el espacio profundo y el instrumento de infrarrojo medio de Webb todavía se está enfriando.
El Telescopio Espacial James Webb continúa enfriándose en su ubicación en el Punto 2 de Lagrange, a unas 1,5 millones de millas de la Tierra. Como JWST es un telescopio de infrarrojos, debe funcionar a temperaturas extremadamente bajas, por debajo de 40 K (-223 grados Celsius, -369,4 grados Fahrenheit). Pero un instrumento debe ser aún más genial.
Para operar con la máxima eficiencia, el instrumento de infrarrojo medio de Webb (MIRI) debe enfriarse a una temperatura fría de 7 K (-266 C, -447 F). Y necesitará un poco de ayuda para alcanzar esas temperaturas bajo cero.
La mayoría del telescopio y sus instrumentos se basan en el parasol masivo de JWST, así como en el enfriamiento pasivo, aprovechando las temperaturas bajo cero en el espacio profundo. Los instrumentos de infrarrojo cercano (NIRCam, NIRSpec, FGS-NIRISS) ahora han alcanzado su rango objetivo de 34-39 K mediante enfriamiento pasivo.
MIRI lleva detectores que deben estar dentro de los 7 K para poder detectar fotones de luz infrarroja de mayor longitud de onda. Esta temperatura no es posible en Webb solo por medios pasivos, por lo que Webb lleva un innovador enfriador criogénico, dedicado a la tarea de enfriar los detectores de MIRI para que pueda ver más en el infrarrojo que otros instrumentos.
Las misiones infrarrojas anteriores, como el telescopio espacial Spitzer, usaban un tanque de helio líquido criogénico que actuaba como refrigerante al producir un vapor helado que enfriaba todo el telescopio. Pero el vapor se expulsó al espacio, y una vez que se agotó el suministro de helio, la capacidad de enfriar el telescopio se acabó. Spitzer se lanzó en 2003 y la misión finalizó en 2020.
Pero el enfriador MIRI reutiliza su helio al igual que el refrigerador de su cocina recicla constantemente su propio refrigerante.
«Durante las últimas dos semanas, el enfriador criogénico ha estado haciendo circular gas helio frío por el banco óptico MIRI, lo que ayudará a enfriarlo a unos 15 kelvin», explicaron Konstantin Penanen y Bret Naylor, especialistas en enfriadores criogénicos, NASA JPL, en una publicación de blog de JWST. “Pronto, el enfriador criogénico está a punto de experimentar los días más difíciles de su misión. Al operar válvulas criogénicas, el enfriador criogénico redirigirá el gas de helio en circulación y lo forzará a través de una restricción de flujo. A medida que el gas se expande fuera de la restricción, se vuelve más frío y luego puede llevar los detectores MIRI a su temperatura de funcionamiento fría por debajo de 7 Kelvin.
Este tipo de enfriador de reciclaje también significa que la vida útil del instrumento MIRI, así como de todo el JWST, podría ser incluso mayor que los 16 años de Spitzer. Los ingenieros de Webb han sugerido una posible vida útil de 20 años o más.
Una vez que MIRI alcanza las temperaturas finales, los ingenieros pueden comenzar la fase final de la puesta en servicio del telescopio.
«Enfriar este instrumento es uno de los últimos desafíos importantes que enfrenta Webb antes de que el equipo MIRI pueda realmente relajarse», escribió Alistair Glasse, científico de instrumentos Webb-MIRI, Centro de tecnología astronómica del Reino Unido y Macarena García Marín, científica de instrumentos y calibración MIRI, ESA. Dijeron que el enfriador criogénico “eliminará casi todo el calor restante en los 100 kilogramos (220 libras) de metal y vidrio de MIRI desde esa mañana de lanzamiento tropical hace tres meses. MIRI será el último de los cuatro instrumentos de Webb en abrir los ojos al universo.
Puede leer más detalles sobre cómo funciona el enfriador criogénico aquí. Más información sobre MIRI está disponible en este sitio web de la NASA. Puede ver todas las temperaturas de los instrumentos y el progreso de la puesta en marcha de Webb en ¿Dónde está el sitio webb.
