Telescopio Webb alimentado para el vuelo, listo para elevarse sobre el lanzador

_{El telescopio espacial James Webb está cargado con propelentes tóxicos por técnicos que usan trajes protectores autónomos. Crédito: ESA / CNES / Arianespace / P. Pirón}

Una grúa en el Centro Espacial de Guayana en América del Sur izará el Telescopio Espacial James Webb de casi $ 10 mil millones a más de 15 pisos sobre el piso de un hangar de ensamblaje de cohetes este fin de semana para colocar el observatorio en la parte superior de su lanzador Ariane 5 para despegar a finales de este mes. .

La delicada operación, lograda a la perfección antes de 111 misiones anteriores de Ariane 5, tomará la mayor parte del día en completarse el sábado. Si todo va bien, los ingenieros pondrán sus manos en Webb por última vez el domingo antes de encerrar el lunes el observatorio de 35 pies de altura (10,66 metros) dentro del carenado de carga útil fabricado en Suiza del Ariane 5.

«El próximo gran paso será este sábado, e integraremos el observatorio en el lanzador», dijo Thierry Wilmart, director de misión para el lanzamiento de Webb en Arianespace, el operador comercial de Ariane 5. «Será, por supuesto, una operación importante y sensible, así que básicamente tenemos una revisión completa con el proyecto de la nave espacial para revisar toda la operación, todos los pasos».

El telescopio espacial James Webb es un programa conjunto entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. La NASA, el socio principal, desarrolló el bus de la nave espacial de Webb, el escudo térmico y el telescopio en sí, el más grande jamás enviado al espacio. La NASA también fue responsable de parte del paquete de instrumentos infrarrojos de Webb.

La ESA está proporcionando el lanzamiento de un cohete Ariane 5 y suministró otros elementos de los instrumentos para recopilar una gran cantidad de datos del cosmos. Canadá proporcionó piezas de instrumentos y un sensor de guía para mantener a Webb apuntando firmemente a sus objetivos celestes.

Con un cuarto de siglo de desarrollo, Webb está ahora a menos de dos semanas de dejar la Tierra, con destino a una región gravitacionalmente estable conocida como L2, un punto de Lagrange a un millón de millas de distancia. El nuevo observatorio espacial verá más en el universo, y más atrás en el tiempo, que el telescopio espacial Hubble, reuniendo imágenes de las primeras galaxias después del Big Bang hace más de 13 mil millones de años.

Webb también estudiará cómo se forman las estrellas y medirá la composición de las atmósferas de los planetas alrededor de otras estrellas.

La conexión de Webb con su vehículo de lanzamiento europeo sigue a los límites de casi dos meses de procesamiento independiente con el observatorio desde su llegada al puerto espacial en Kourou, Guayana Francesa, en octubre. Los ingenieros comprobaron que el observatorio sobrevivió al viaje a la Guayana Francesa desde su fábrica en California, luego conectaron Webb con el anillo adaptador que se unirá a la parte superior del escenario superior del Ariane 5.

Durante ese paso de los preparativos de Webb, una abrazadera que conecta la nave espacial al adaptador de carga útil se abrió inesperadamente, enviando una vibración a todo el observatorio. Los ingenieros volvieron a probar elementos de la nave espacial para asegurarse de que no se dañara en el incidente, luego dieron luz verde para cargar propulsores en la nave espacial a partir del 25 de noviembre.

Ilustración del telescopio espacial James Webb dentro del carenado de carga útil de su cohete Ariane 5. Crédito: ArianeGroup

Trabajando dentro de las instalaciones de preparación de satélites de Arianespace, los técnicos que vestían trajes protectores autónomos cargaron el combustible tóxico de hidracina y los propulsores de tetróxido de dinitrógeno en tanques en la base del observatorio. La carga consistió en 661 libras (301 kilogramos) de propulsor líquido: 369 libras (168 kilogramos) de combustible y 292 libras (133 kilogramos) de oxidante.

Los propulsores alimentarán los 20 propulsores de cohetes de la misión.

Cuatro de los motores pequeños, un propulsor primario y redundante en dos módulos, consumirán combustible y oxidante para las principales maniobras de corrección del rumbo. Webb tiene ocho módulos propulsores más, cada uno con dos pequeños motores alimentados con hidracina para empujar el observatorio con una sola libra de empuje, proporcionando control de puntería junto con las ruedas de reacción giratorias dentro de la nave espacial.

El sistema de carga de combustible se desconectó de Webb el 3 de diciembre, según la NASA.

Los técnicos también cargaron helio a presión en la nave espacial, luego colocaron a Webb en un transportador de transporte con clima controlado para un viaje por carretera unas pocas millas al noroeste hasta el edificio de ensamblaje final del cohete Ariane 5, conocido en francés como Batiment d’Assemblage Final, o BAF. – el martes por la noche.

El cohete Ariane 5, que consta de su etapa central criogénica alimentada con hidrógeno, dos impulsores de cohetes sólidos y la etapa superior, se construyó dentro del edificio de integración del lanzador en el Centro Espacial de Guayana a partir del 6 de noviembre. Los equipos transfirieron el cohete, sin Webb o su carenado de carga útil, hasta el edificio de ensamblaje final en su mesa de lanzamiento vertical el 29 de noviembre, preparando el escenario para la llegada del observatorio después de repostar.

Con Webb ahora a punto de cumplir su viaje al espacio, la campaña de lanzamiento se encuentra ahora en la fase de «operaciones combinadas» que conduce a la fecha de despegue objetivo de la misión el 22 de diciembre.

Levantar una nave espacial costosa y única en la parte superior del cohete vertical Ariane 5 es «siempre una operación delicada», dijo Wilmart. La mayoría de las cargas útiles de Ariane 5 están valoradas en unos cientos de millones de dólares. Algunas, como las misiones científicas interplanetarias de la ESA, han costado más de mil millones de dólares.

Webb será la misión científica espacial más cara jamás lanzada.

“Evitamos en la medida de lo posible mover la nave espacial con la grúa, lo que significa que la próxima vez que lo hagamos será para la integración en el lanzador”, dijo Wilmart esta semana en una entrevista telefónica con Spaceflight Now.

Una vez que Webb esté sujeto a la parte superior del cohete Ariane 5 el sábado, los equipos de tierra quitarán las cubiertas protectoras finales de los propulsores y otras partes de la nave espacial el domingo. Después de quitar los elementos rojos de «quitar antes del vuelo», los equipos darán luz verde para encapsular a Webb dentro del cono de punta de 17,7 pies (5,4 metros) de diámetro del cohete Ariane 5.

“Una vez en el lanzador, queremos encapsular lo más rápido posible”, dijo Wilmart. “No queremos tener una duración demasiado larga con el observatorio en el lanzador sin el carenado porque después del encapsulado estará debajo del carenado con la ventilación adecuada y la protección del carenado con respecto al medio ambiente.

«Así que todos acordamos ir (rápido) durante tres días … Es principalmente por esto (tendremos) estas tres operaciones importantes en tres días consecutivos».

“A partir del lunes por la tarde, el observatorio ya no será visible”, dijo Wilmart.

Webb llenará el carenado de morro del Ariane 5, uno de los obenques de carga útil más grandes de cualquier cohete operativo. Cuando una grúa baje el carenado sobre Webb, algunas piezas del observatorio tendrán solo 8 pulgadas de espacio libre, según Daniel de Chambure, director interino del programa de adaptación del cohete Ariane 5 en la ESA.

Un sistema de alineación láser asegurará que la encapsulación se active sin problemas, dijo Wilmart.

Con Webb encapsulado en el carenado, los funcionarios de la Guayana Francesa centrarán su atención en un ensayo general de lanzamiento el 15 de diciembre, que incluirá la nave espacial, el vehículo de lanzamiento y los equipos de seguridad de alcance. El próximo viernes 17 de diciembre, los gerentes se reunirán para revisar la preparación del lanzamiento para discutir el estado de todos los sistemas para el despliegue del Ariane 5 desde el edificio de ensamblaje final hasta la plataforma de lanzamiento ELA-3.

Wilmart dijo que los equipos de Arianespace y la NASA tienen dos días de margen de tiempo para la fecha de lanzamiento del 22 de diciembre, que en sí es un retraso de cuatro días desde una fecha objetivo anterior. El deslizamiento de cuatro días dio tiempo a los ingenieros para volver a probar los componentes en Webb después del incidente del adaptador de carga útil el mes pasado.

Si todo sigue según lo programado, los funcionarios se tomarán dos días libres el próximo fin de semana para descansar antes del último impulso hacia el lanzamiento.

Está previsto que el Ariane 5 salga del edificio de montaje final para el viaje de 2,7 kilómetros (1,7 millas) hasta la plataforma de lanzamiento ELA-3 el 20 de diciembre. Se desplazará en su plataforma de lanzamiento móvil a lo largo de las vías del tren, tirado por un diésel. Remolcador accionado.

La cuenta regresiva de medio día comenzará a fines del 21 de diciembre y continuará con la carga de hidrógeno líquido criogénico y propulsores de oxígeno líquido en el Ariane 5 antes del amanecer del 22 de diciembre. Webb tiene una ventana de lanzamiento de 30 minutos que se abre a las 7:20 am EST (1220 GMT; 9:20 am hora de Guayana Francesa).

El Ariane 5 lanzará Webb aproximadamente media hora después del lanzamiento, enviando a Webb en su viaje al punto L2 Lagrange. Luego comienza una serie de implementaciones decisivas para configurar Webb para operaciones científicas.