Fuera de la atmósfera: cómo un espejo defectuoso y cinco misiones del transbordador salvaron el Hubble

En 1946, once años antes de que la Unión Soviética pusiera en órbita el Sputnik, el astrónomo de Princeton Lyman S. Spitzer escribió un artículo titulado "Ventajas astronómicas de un observatorio extraterrestre". Según la NASA, Spitzer expuso los argumentos técnicos detallados para colocar un gran telescopio óptico por encima de los efectos de distorsión y oscurecimiento de la atmósfera terrestre. Décadas antes de que el vuelo espacial orbital fuera una realidad, Spitzer comprendió que la astronomía basada en tierra siempre estaría limitada por el desenfoque atmosférico. Su visión pionera puso en marcha un esfuerzo de varias décadas para construir un gran observatorio espacial diseñado para operar en órbita a largo plazo.

Una idea once años por delante de la órbita

La NASA propuso formalmente el proyecto del Gran Telescopio Espacial (LST, por sus siglas en inglés) en 1972, y el Congreso estadounidense aprobó su financiación cinco años después, en 1977. En su concepción original, el observatorio contaba con un espejo primario de 2,4 metros (94 pulgadas) y una vida útil estimada de 15 años. Inicialmente, la NASA planeó utilizar el transbordador espacial para devolver el telescopio a la Tierra cada pocos años con el fin de reacondicionarlo en superficie y volver a lanzarlo.

En 1983, los responsables de la agencia realizaron un cambio estratégico decisivo: abandonaron la idea de traer el telescopio de vuelta a la Tierra y optaron por realizar todo el mantenimiento de rutina, el reemplazo de instrumentos y las actualizaciones de equipos directamente en órbita, mediante paseos espaciales de astronautas en la bodega de carga del transbordador. Ese mismo año, la NASA rebautizó el observatorio con el nombre del astrónomo Edwin P. Hubble y fijó su lanzamiento para octubre de 1986.

Retrasos en tierra y un fallo de tres micrómetros

La trágica pérdida del transbordador espacial Challenger en enero de 1986 paralizó la flota de transbordadores y retrasó el lanzamiento del Hubble tres años y medio. El 24 de abril de 1990, el transbordador espacial Discovery despegó finalmente en la misión STS-31, llevando el telescopio de 24 000 libras a una órbita inusualmente alta de 380 millas para garantizar operaciones despejadas por encima de las densas capas atmosféricas de la Tierra.

Poco después del despliegue, las primeras imágenes de prueba devueltas a los controladores en tierra aparecieron borrosas en lugar de mostrar puntos de luz nítidos. Una investigación oficial reveló que el espejo primario sufría de aberración esférica causada por un defecto de fabricación: los técnicos habían pulido el borde exterior del espejo dejándolo demasiado plano por apenas 0,003 milímetros, una fracción del grosor de un cabello humano. Dado que reemplazar físicamente el espejo primario en órbita era imposible, los ingenieros comprendieron que debían corregir la trayectoria de la luz en el interior de los instrumentos que se instalaran en el futuro.

Rescates ópticos y misiones de mantenimiento

En diciembre de 1993, el transbordador espacial Endeavour despegó en la misión STS-61 para intentar la reparación óptica. Durante cinco días consecutivos de paseos espaciales, los astronautas retiraron el instrumento High-Speed Photometer e instalaron el módulo COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), que actuaba como unas lentes de contacto para el espejo defectuoso. También instalaron la cámara Wide Field/Planetary Camera 2 (WF/PC-2) y reemplazaron los paneles solares propensos a vibraciones. En pocas semanas, las imágenes restauradas confirmaron que el Hubble había alcanzado la nitidez óptica prevista.

Las misiones de mantenimiento posteriores ampliaron las capacidades científicas del observatorio mucho más allá de su configuración original de 1990. En la misión STS-82 de febrero de 1997, los astronautas instalaron el espectrógrafo STIS y el espectrómetro y cámara infrarroja NICMOS, al tiempo que repararon el aislamiento térmico exterior dañado. En diciembre de 1999, la misión STS-103 —designada Misión de Mantenimiento 3A— fue enviada tras el fallo de tres de los seis giroscopios de estabilización del Hubble; los astronautas reemplazaron con éxito los seis giroscopios y actualizaron el ordenador principal de vuelo.

Reconstruir un observatorio en el espacio

La Misión de Mantenimiento 3B tuvo lugar en marzo de 2002 a bordo de la misión STS-109. Los astronautas sustituyeron la Faint Object Camera por la Advanced Camera for Surveys (ACS), instalaron paneles solares rígidos y añadieron un sistema de refrigeración mecánica para reactivar el sensor infrarrojo NICMOS. Tras el accidente del Columbia en 2003, la dirección de la NASA canceló inicialmente todas las futuras visitas dedicadas al Hubble debido a las normas de seguridad que exigían que los vuelos pudieran alcanzar la Estación Espacial Internacional. Sin embargo, tras las recomendaciones de la Academia Nacional de Ciencias, la NASA revocó la decisión y autorizó un vuelo final de reparación.

En mayo de 2009, la misión STS-125 instaló la cámara Wide Field Camera 3 (WFC-3) y el espectrógrafo Cosmic Origins Spectrograph (COS), reparó los circuitos dañados de la ACS y del STIS, y reemplazó las baterías principales de níquel-hidrógeno del telescopio. En el conjunto de las cinco misiones de mantenimiento, 16 astronautas completaron 23 paseos espaciales que sumaron más de 165 horas en las esclusas de aire orbitales. Al diseñar el observatorio para permitir el mantenimiento humano periódico, la NASA demostró que las infraestructuras espaciales pueden repararse y modernizarse continuamente en órbita, extendiendo la vida útil del Hubble décadas más allá de su límite de diseño original.

Imagen de portada: ilustración generada con IA; no es una fotografía documental.

Fuente: 30 Years Ago: Hubble Launched to Unlock the Secrets of the Universe