Home, home on Lagrange! We successfully completed our burn to start #NASAWebb on its orbit of the 2nd Lagrange point (L2), about a million miles (1.5 million km) from Earth. It will orbit the Sun, in line with Earth, as it orbits L2. https://t.co/bsIU3vccAj #UnfoldTheUniverse pic.twitter.com/WDhuANEP5h
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) January 24, 2022
Con un encendido de sus motores a las 20:00, hora peninsular española (UTC +1), del 24 de enero de 2022, y de forma casi anticlimática, el telescopio espacial James Webb llegaba a su destino en el punto de Lagrange L2 del sistema Sol–Tierra. Jamás hubiera apostado a que todo iba a funcionar tan bien entre el lanzamiento y su llegada a destino. Sé que han sido años de trabajo y preparación pero aún así estoy impresionado.
Desde allí, gracias a las leyes de la física y a Lagrange, que fue quien primero lo vio, puede acompañar a la Tierra en su órbita alrededor del Sol casi sin gastar combustible ya que la gravedad hace casi todo el trabajo. Así les da la espalda a estos dos astros y a la Luna para que el parasol a su vez pueda hacer su trabajo para mantenerlo a -233 ºC, que es su temperatura de trabajo.
Sólo hay que encender los motores aproximadamente cada tres semanas para evitar que el Webb caiga de vuelta hacia la Tierra, pues su órbita se calcula siempre de forma que de no hacer nada la gravedad acabe llevándolo hacia nuestro planeta. Y es que no tiene motores con los que frenar en el caso de pasarse de rosca porque en el lado en el que está montado el telescopio propiamente dicho no puede haber contaminación alguna. Y el telescopio no se puede voltear para apuntar con los motores que hay del lado del parasol en dirección opuesta a la Tierra y el Sol porque entonces el telescopio se achicharraría. Así que mejor quedarse cortos siempre.
Las estimaciones iniciales eran que sus 133 kg de tetróxido de dinitrógeno como oxidante y 168 kg de hidracina como combustible darían para una vida útil de 10 años, siempre que no se produjera ningún problema con el hardware. Pero el Ariane 5 que lo lanzó hizo un trabajo tan preciso que ahora se estima que podrían durar 20 años.
El punto de Lagrange L2 está a un millón y medio de kilómetros de la Tierra hacia el exterior del sistema solar. Así que cabría pensar que cualquier objeto situado allí orbitaría la Tierra más lento de lo que ella gira alrededor del Sol, con lo que se iría quedando atrás. A fin de cuentas el resto de los planetas de la Tierra hacia fuera orbitan el Sol más despacio que nuestro planeta. Y así debería ser. Pero otra peculiaridad del punto L2 es que la gravedad de la Tierra tira de los objetos que andan por allí para que orbiten a la misma velocidad que ella.
El Webb no estará quieto en un punto concreto sino que estará en una órbita halo alrededor de L2 que tiene una anchura de aproximadamente 1,6 millones de km en la dirección de la órbita terrestre, con lo que llegará a estar unos 800.000 kilómetros por delante de nosotros en uno de sus extremos y a unos 800.000 por detrás en otro. También sube y baja unos 400.000 km por encima y debajo del plano de la eclíptica. Y además está inclinada. Tarda unos seis meses en describir cada órbita.
La órbita del Webb. a, vista desde arriba, con el Sol (muy) a la izquierda y fuera de plano. b, vista de lado, de nuevo con el Sol a la izquierda y fuera de plano. c, vista de frente desde un punto en el eje Sol-Tierra más lejano que el punto L2, con el Sol al fondo pero tapado por la Tierra – STScI
Una órbita tan grande alrededor de L2 tiene dos ventajas. Una a corto plazo que es que requiere muy poco combustible entrar en ella; no hay mucho cambio de velocidad ni de trayectoria que hacer. Y a más largo plazo evita que el Webb atraviese nunca la sombra de la Tierra, lo que siempre es buena idea teniendo en cuenta que funciona con energía solar.
Desde esa órbita podrá observar todo el cielo dos veces al año gracias a los movimientos de alabeo, guiñada y cabezada además del de traslación alrededor del Sol. Pero dejaré esa explicación para otra anotación. Aunque si quieres ir mirándolo, en el vídeo Webb's Field of Regard está todo explicado.
El despliegue del Webb se puede seguir en la web Where is Webb? Aunque hay información más inmediata en la cuenta de Twitter @NASAWebb, gestionada por la NASA, y en @ESA_Webb gestionada por la Agencia Espacial Europea (ESA).
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