Hay más de una razón por la que el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) a bordo del telescopio espacial James Webb (JWST) se considera pionero. De los cuatro instrumentos del JWST, es el único que observa en el rango infrarrojo medio, de 5 a 28 micrones; los otros tres son dispositivos de infrarrojo cercano con un rango de longitud de onda de 0,6 a 5 micrones. Para alcanzar estas longitudes de onda, MIRI tuvo que mantenerse más frío que cualquier instrumento en JWST, lo que significa que esencialmente estableció los requisitos para el sistema de enfriamiento del telescopio.
Las impresionantes imágenes tomadas por MIRI son un testimonio de las notables hazañas de ingeniería que se realizaron, hazañas que se lograron superando desafíos formidables a través de una coordinación y un trabajo en equipo transatlántico meticulosos.
Hacer MIRI
«Recuerdo que me dijeron en los primeros días que el instrumento nunca se construiría. Algunas personas en la NASA miraron el diagrama de bloques de nuestra estructura de gestión y dijeron que nunca funcionará», dijo el profesor George Rieke, quien dirige el equipo científico de MIRI. recordado.
MIRI fue construido conjuntamente por Jet Propulsion Lab y un consorcio europeo en el que participan varias instituciones. Mientras que el software de control y la electrónica del detector se desarrollaron en JPL en los EE. UU., los principales subsistemas del instrumento se desarrollaron en el Reino Unido, Francia, Alemania, Bélgica, Países Bajos, Dinamarca, Suecia, Irlanda, España y Suiza.
Aunque finalmente todo encajó, hubo momentos en los que la profesora Gillian Wright, investigadora principal europea del MIRI, mostró cierto nerviosismo. Uno de ellos fue sobre la posibilidad de que los recortes presupuestarios en los EE. UU. impacten en el proyecto. «Dado que era una asociación 50-50, había algunas cosas que EE. UU. debía proporcionar. Hubo momentos en los que pensé: ‘Espero que realmente lo hagan'», dijo.
Wright también dijo que las restricciones de las Regulaciones de Comercio Internacional de Armas (ITAR) del gobierno de EE. UU. Crearon algunos obstáculos, especialmente en los primeros días. «Por definición, el hardware espacial cae bajo [ITAR]. Nos hubiera gustado tener un poco más de información sobre las cosas que proporcionaban los EE. UU. Pero fue una lucha debido a las restricciones de ITAR”, agregó.
El equipo también enfrentó otros desafíos relacionados con los usos militares, comenzando con los detectores de imágenes de MIRI, que convierten la luz del infrarrojo medio en señales eléctricas. «Estábamos usando un tipo de detector que se desarrolló en los EE. UU. con fines militares. Cuando comenzamos a desarrollar MIRI, los militares se habían mudado a otros tipos. Por lo tanto, no recibió un apoyo firme», recordó Rieke.
Dijo que el equipo de MIRI tuvo que trabajar con el fabricante para recuperar un paso clave en la construcción de los detectores. «Obtener estos detectores cuando el fabricante los dejó de lado fue una parte aterradora», dijo.
Mantener las cosas frescas
El segundo desafío fue asegurar que los detectores funcionaran correctamente logrando una temperatura de 7 kelvin (266º C bajo cero). Puede que no lo parezca, pero esto es mucho más bajo que los 37 kelvin (-236 º C) alcanzados por los enfriadores radiativos en JWST.
Según Wright, el enfriador tenía el potencial de poner en riesgo el proyecto MIRI. Inicialmente, el equipo de MIRI había diseñado un recipiente tipo termo lleno de hidrógeno líquido para mantener frío el instrumento. Sin embargo, este sistema, que podría enfriar a MIRI durante cinco a 10 años, pesaba mucho. «El observatorio estaba por encima de su presupuesto de masa. Una forma de salvar la masa era quitar este sistema y reemplazarlo con un mecanismo de enfriamiento activo», dijo Wright.
Esta decisión planteó un conjunto diferente de problemas. «Fue un cambio significativo que ocurrió tarde después de que se confirmara el diseño de MIRI. Aunque la tecnología de enfriamiento activo había estado en desarrollo para otras misiones futuras, no había sido diseñada para JWST y MIRI hasta entonces. Era un riesgo porque la tecnología el desarrollo comenzó unos cinco años después del resto del telescopio», dijo Wright.
Sin embargo, la nube de incertidumbre se eliminó debido a lo que Wright denominó «el magnífico trabajo del JPL».