30 años de claridad estelar

El astronauta f. Story Musgrave en la bahía de carga del transbordador espacial Endeavour mientras los paneles solares del telescopio espacial Hubble se despliegan durante la caminata espacial de mantenimiento final de la Misión 1. Crédito: NASA

La misión del transbordador espacial Endeavour de 1993 arregló con éxito el sistema telescopio espacial HubbleCorrigiendo su visión defectuosa y logrando un gran logro para ella. NASA. Esta misión demostró la viabilidad de reparaciones espaciales complejas y tuvo efectos duraderos en la exploración espacial futura.

En las horas previas al amanecer del 2 de diciembre de 1993, el transbordador espacial Endeavour despegó del Centro Espacial Kennedy en Florida en una misión crítica para reparar el Telescopio Espacial Hubble de la NASA.

El Hubble está diseñado para mantenerse en el espacio con componentes que los astronautas pueden deslizar dentro y fuera. Pero antes del lanzamiento, nadie esperaba que la primera misión del servicio fuera tan urgente.

Durante tres años, el Hubble ha sido el foco de tiras cómicas y bocetos editoriales nocturnos: El telescopio que no puede ver con claridad. Desde su despliegue en 1990, el telescopio ha estado enviando imágenes borrosas a la Tierra, como resultado de un defecto en la forma de su espejo primario. Aunque el espejo tenía sólo una quinta parte del ancho de un cabello humano, el error tuvo graves consecuencias: la luz del espejo no se enfocaba del todo correctamente. Si bien las imágenes eran aún mejores que las tomadas desde la Tierra y la ciencia aún era posible, su calidad no era la que esperaba el científico.

«La sensación que se tenía era que todo el mundo estaba considerando el servicio y la reparación del Telescopio Espacial Hubble como la misión que podría demostrar el valor de la NASA… Había un enfoque general y presión sobre el éxito de esta misión».
— Richard Covey, astronauta en la primera misión del servicio.

Misión de servicio 1 Fue la solución. A bordo del transbordador se encontraban la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2 (WFPC2) y el Reemplazo Coaxial para el Telescopio Espacial Óptico Correctivo (COSTAR), junto con otros componentes importantes de la actualización del telescopio. WFPC2, responsable de las impresionantes imágenes ópticas del telescopio, tenía ópticas correctivas incorporadas para compensar el defecto del espejo y reemplazará la cámara de campo amplio/cámara planetaria con la que se lanzó el Hubble. COSTAR era un componente del tamaño de un refrigerador que contenía una constelación de espejos, algunos de ellos sólo del tamaño de una moneda de cinco centavos de Estados Unidos, destinados a corregir y redirigir la luz a las cámaras del telescopio y otros espectrómetros.

La astronauta catherine c. Thornton sostiene un instrumento para realizar tareas de misión de servicio en el Telescopio Espacial Hubble durante la cuarta caminata espacial de la Misión de Servicio 1. Crédito de la imagen: NASA

La tripulación del transbordador, compuesta por siete astronautas, sabía que el destino del Hubble no sólo dependía de ellos, sino también de la percepción pública de la NASA y su programa espacial.

«Si la solución del Hubble falla, podríamos descartar la ciencia espacial en el futuro previsible», dijo al New York Times en 1993 John Bahcall, el difunto astrofísico que defendió el telescopio y miembro del grupo de trabajo científico.

Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA; Productor principal: Grace Wickert

El 2 de diciembre de 2023, la NASA celebrará el 30 aniversario de la Misión de Servicio 1 y su éxito al convertir el Hubble en uno de los mayores triunfos de la NASA: un brillante ejemplo del ingenio humano frente a la adversidad.

Durante una de las caminatas espaciales más complejas de la historia, los astronautas realizaron cinco actividades extravehiculares, por un total de más de 35 horas. Quitaron el instrumento fotómetro de alta velocidad para agregar COSTAR y reemplazaron la cámara planetaria/de campo amplio original con la cámara de campo amplio y la cámara planetaria 2. También instalaron otros componentes importantes para actualizar el telescopio.

La tripulación de la Misión de Servicio 1 posa para una fotografía a bordo del transbordador espacial. En primera fila, de izquierda a derecha, el científico suizo Claude Nicolet, especialista de la misión; Kenneth D. Bowersox, piloto; Y Ricardo O. Kofi, comandante de la misión. En la última fila están los astronautas de este vuelo: F. Story Musgrave, comandante de la carga útil; jeffrey a. Hoffman, especialista en misiones; catalina d. Thornton, especialista en misiones; y Tomás D. Akers, especialista en misiones. Crédito: NASA

A la 1 de la mañana del 18 de diciembre de 1993, aproximadamente una semana después de que terminara la misión, los astrónomos se reunieron alrededor de las computadoras del Instituto Científico del Telescopio Espacial en Baltimore para presenciar la primera imagen nueva del telescopio: una estrella brillante y nítida en la imagen. Sin los efectos borrosos del espejo defectuoso del Hubble. Las nuevas imágenes eran tan dramáticamente diferentes que, aunque el telescopio necesitó unas 13 semanas para adaptarse y alcanzar su máxima capacidad, la NASA lo lanzó temprano. «Se ha solucionado más allá de nuestras expectativas más descabelladas», dijo Ed Weiler, científico jefe del Hubble durante SM1, en una conferencia de prensa en enero de 1994.

“La expresión de los rostros de la gente cuando salió esta foto era vieja. [cathode ray] Televisión tipo tubo. Tomó un tiempo desarrollarlo, pero se volvió cada vez más claro. «Todo el mundo empieza a gritar».
— Ed Weiler, científico jefe del Hubble durante SM1

Las imágenes de la galaxia espiral M100 muestran la mejora en la visión del Hubble entre la Cámara Planetaria de Campo Amplio y su instrumento de reemplazo, la Cámara Planetaria de Campo Amplio 2. Fuente: NASA, STScI

La senadora Barbara Mikulski de Maryland, que ha defendido firmemente al Hubble, fue la primera en mostrar al público las nuevas imágenes en una conferencia de prensa el 13 de enero. «Me complace anunciar hoy que, tras su lanzamiento en 1990 y algunas decepciones anteriores, el problema del Hubble ha terminado», afirmó.

Aunque la Misión de Servicio 1 es mejor recordada por resolver la visión borrosa del Hubble, logró una serie de tareas adicionales que ayudaron a transformar el telescopio en la potencia astronómica que sigue siendo hoy.

La senadora Barbara Mikulski muestra una fotografía que muestra la diferencia entre una imagen de la estrella tomada antes de la instalación de COSTAR y la misma estrella después de la Misión de Servicio 1 durante la conferencia de prensa del 13 de enero de 1993 declarando que la misión fue un éxito. Crédito: NASA

Cuando se lanzó la Misión de Servicio 1, los giroscopios del telescopio (piezas delicadas del equipo necesarias para apuntar y dirigir el Hubble) ya habían funcionado mal. Tres de los seis giroscopios a bordo del Hubble han fallado. Los otros tres, normalmente guardados como respaldo, estaban operativos, el mínimo requerido para que el Hubble siguiera recopilando datos científicos. Los astronautas reemplazaron cuatro giroscopios, una reparación que ayudará a mantener el telescopio funcionando sin problemas durante varios años.

Al principio de la estancia del Hubble en órbita, la NASA descubrió que los paneles solares del telescopio se expandían y contraían excesivamente en la alternancia de calor y frío del espacio a medida que el telescopio entraba y salía de la luz solar, provocando que oscilaran. Esto obligó a los ingenieros a utilizar la potencia informática del Hubble para compensar la «nerviosidad» y reducir el tiempo de observación. Los astronautas reemplazaron los paneles solares del Hubble con nuevas versiones que redujeron la inquietud natural a niveles aceptables.

Los astronautas también realizaron una mejora cuya vital importancia quedó clara un año después: actualizar la computadora de vuelo del Hubble con un coprocesador y una memoria asociada. A pocas semanas del impacto del cometa en descomposición Shoemaker-Levy 9 Júpiter En 1994, el Hubble entró en un «modo seguro» protector debido a un problema con el módulo de memoria de la computadora principal. Los ingenieros pudieron utilizar la memoria del coprocesador para solucionar el problema y capturaron imágenes impresionantes del gigante gaseoso expuesto a fragmentos de cometa.

En julio de 1994, el Telescopio Espacial Hubble estaba a punto de utilizar su óptica recién instalada para observar uno de los eventos astronómicos más impresionantes del siglo: 21 fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 impactando en Júpiter. Pero estas observaciones casi nunca ocurrieron. Fuente: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

El impacto de la Misión de Servicio 1 resonó mucho más allá del Hubble. La misión fue una demostración de las tareas que se pueden realizar en el espacio, demostrando la capacidad de la humanidad para realizar trabajos altamente complejos en órbita. Se basará en las lecciones aprendidas del entrenamiento en el Hubble y del mismo trabajo de mantenimiento en otras misiones de astronautas, incluidas las cuatro visitas de servicio posteriores al Hubble entre 1997 y 2009. Estas misiones adicionales permitirán al Hubble instalar instrumentos nuevos y avanzados, reparar instrumentos científicos existentes y reemplazar instrumentos clave, manteniendo al Hubble a la vanguardia de la exploración astrofísica.

Además, las lecciones aprendidas de la Misión de Servicio 1 sirvieron como fuerza guía para la acción. Estación Espacial Internacional, y para misiones que aún no se han realizado. «Gran parte del conocimiento desarrollado allí se ha transferido directamente a la construcción de la Estación Espacial Internacional y se transferirá a las cosas que hacemos». [the future orbiting lunar space station] “Algún día será el Gateway”, dijo Kenneth Bowersox, administrador asociado de la Dirección de Misiones de Operaciones Espaciales de la NASA, quien también fue astronauta en la Misión de Servicio 1. “Se aplicará a las cosas que hacemos en la luna y en el espacio profundo, Marte Y más allá. Está todo conectado.»

Para celebrar la Misión de Servicio 1, la NASA está lanzando un Serie de vídeos Durante las próximas dos semanas, presenta a actores clave (astronautas, científicos, ingenieros y otros) que reflexionan sobre las luchas y los triunfos de esa época, así como el impacto emocional y personal que Hubble y SM1 tuvieron en sus vidas.