Tags telescópio

James Webb – O telescópio espacial que substituirá o Hubble

James Webb – O telescópio espacial que substituirá o Hubble

ilustração do telescópio espacial James Webb

ilustração do telescópio espacial James Webb

O Telescópio Espacial Hubble passou 17 anos tirando fotos de todo os cantos jamais vistos do universo e deve ser substituído por um outro projeto inicialmente denominado de Next Generation Space Telescope NGST, posteriormente chamado de Telescópio Espacial James Webb, (James Webb Space Telescope – JWST) com a previsão de lançamento para outubro de 2018.

O Telescópio Espacial James Webb é um projeto de missão não tripulada norte-americana da Administração Nacional da Aeronáutica e do Espaço (NASA), com a finalidade de colocar no espaço um observatório para captar a radiação infravermelha. Como o Hubble, o James Webb observará o universo a partir do espaço, por isso, estará um passo à frente dos telescópios na Terra. Isso porque, na hora de captar a luz dos corpos celestes e formar imagens de cada um, esse telescópio não terá como obstáculo a atmosfera (camada de gases que envolve o nosso planeta e que interfere na concepção das fotos dos astros).

Como o Telescópio Espacial Hubble lançado pela NASA, o James Webb terá a missão de aprofundar o conhecimento sobre processos do nascimento de uma estrela, a evolução das galáxias e a formação das primeiras estruturas no Universo. Porém, o novo telescópio também conta com novos objetivos e equipamentos.

comparação dos espelhos primários dos Telescópios

comparação dos espelhos primários dos Telescópios

Enquanto o Hubble tem cerca de 13 metros de comprimento, quatro metros de largura e um espelho coletor de luz com quase 2,4m de diâmetro, o Telescópio Espacial James Webb – JWST, tem 22 metros de comprimento por 12 metros de largura e um espelho coletor com mais de 6,5m de diâmetro, permitindo-lhe cobrir uma área 15 vezes maior que seu antecessor e coletar 7 vezes mais luz.

Ao invés de usar o vidro convencional, a principal superfície refletora do James Webb emprega berílio em sua composição, um metal extremamente forte e leve, capaz de corroer a pele humana ao entrar em contato. Ele é revestido por uma camada de ouro extremamente fina, responsável por aprimorar a reflexão de raios infravermelhos, para completar, diversos espelhos menores (18 segmentos individuais de espelhos) vão ser utilizados para direcionar a luz ao espelho central do aparelho.

ilustração das distâncias dos telescópios

ilustração das distâncias dos telescópios

 

O Telescópio Espacial James Webb estará mais distante de nós, enquanto o Hubble está a 589km em órbita ao redor do planeta, o James Webb ficará a um milhão e meio de quilômetros de distância, acompanhando a Terra em seu movimento ao redor do Sol, mas sem girar em torno do nosso planeta. Além disso, mesmo a 1,5 milhão de quilômetros da Terra, o telescópio poderia ser reparado por robôs ou mesmo astronautas.

Para que o Telescópio Espacial James Webb consiga sobreviver às baixas temperaturas do espaço, foi necessário o desenvolvimento de um metal que não existia na natureza, o “unobtanium”, material que apresenta resistência suficiente para permanecer intacto em condições extremas, incluindo o estresse pelo qual o aparelho passará em seu lançamento.

O James Webb – JWST vai contar com um escudo solar capaz de filtrar raios infravermelhos indesejados provenientes da Terra, da Lua e do Sol, responsável por bloquear a radiação produzida por instrumentos do próprio satélite. Como o material usado no dispositivo seria suficiente para preencher a área ocupada por cinco quadras de tênis, foi preciso que a NASA criasse um modelo com 30% do tamanho do satélite para testar a tecnologia em uma câmera criogênica.

O novo telescópio priorizará suas atenções para as luzes infravermelhas, ao contrário do Hubble, que está voltado para as luzes ultravioletas e as visíveis ao olho humano. Um telescópio captando luz infravermelha é importante porque somente assim poderemos identificar o que está escondido atrás ou dentro de nuvens de poeira cósmicas, como estrelas e planetas que acabaram de se formar. A luz infravermelha emitida por esses astros é a única que consegue atravessar essas nuvens. Além disso, objetos frios, como planetas, emitem infravermelho e para enxergar objetos distantes no Universo, também é preciso utilizar essa forma de luz, pois esses corpos celestes ficam “avermelhados” devido à expansão do Universo.

Com potente visão e posicionamento privilegiado, o Telescópio Espacial James Webb superará o Spitzer, atual telescópio espacial de infravermelho, em alcance e definição das imagens, tornando-se um instrumento de observação de grande utilidade para os cientistas. Esta é a aposta mais arriscada da NASA com o uso de novas tecnologias que ainda não foram testadas exaustivamente, muitos projetos estão sendo construídos ao redor deste projeto com mais de 100 companhias espalhadas por todo o mundo colaborando com a NASA, com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadense na criação do telescópio cujos custos já ultrapassaram a casa dos 5 bilhões de dólares.

fontes:
Wikipédia;
hubblesite.org/;
www.esa.int/ESA;
www.asc-csa.gc.ca/eng/;
Share this:

, , , , , , , ,

Sem Comentarios

Telescópio Espacial Hubble 25 anos

Telescópio Espacial Hubble 25 anos

Hubble 25 anos

Hubble 25 anos

 

Nomes Alternativos: HST, Space Telescope;
Tipo de Telescópio: Refletor Ritchey-Chretien;
Lançamento: 24 de abril de 1990;
Veículo de Lançamento: Discovery – STS-31;
Desativação do telescópio: depois de 2020;
N° NSSDC: 1990-037B;
Massa: 11.110kg;

Informações do telescópio

Localização atual: Órbita terrestre;
Comprimento de onda: Luz visível, raios gama, raios-X, infravermelho;
Altitude: 589km;
Diâmetro: 2.4m;

Instrumentos

Telescópio Espacial Hubble é um satélite astronômico artificial não tripulado que transporta um grande telescópio para a luz visível e infravermelha. Foi lançado pela agência espacial americana a NASA, em 24 de abril de 1990, a bordo do ônibus espacial Discovery, missão STS-31. O telescópio recebeu várias visitas para a manutenção e para a substituição de equipamentos obsoletos ou inoperantes.

O telescópio é a primeira missão da NASA dos Grandes Observatórios Espaciais de uma família de quatro observatórios orbitais, cada um observando o Universo em um comprimento diferente de onda, como a luz visível, raios gama, raios-X e o infravermelho. Pela primeira vez se tornou possível ver mais longe do que as estrelas de nossa galáxia e estudar estruturas do Universo desconhecidas ou pouco observadas. O Hubble, deu à civilização humana uma nova visão do universo e proporcionou um salto como o dado pela luneta de Galileu Galilei no século XVII.

Imaginado nos anos 40, projetado e construído nos anos 70 e 80 e em funcionamento desde 1990, o Telescópio Espacial Hubble foi batizado em homenagem a Edwin Powell Hubble, que revolucionou a Astronomia ao constatar que o Universo estava se expandindo.

Concepção e objetivos

A história do Telescópio Espacial Hubble começa em 1923, quando Hermann Oberth publicou “Die Rakete zu den Planetenräumen”, onde mencionou como um telescópio poderia ser lançado em órbita da Terra por um foguete.

Em 1946 o astrônomo Lyman Spitzer escreveu o artigo “Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory”, onde discutiu as duas principais vantagens que um observatório no espaço teria a mais do que os telescópios terrestres:
1) A resolução óptica: distância mínima de separação entre objetos na qual eles permaneçam claramente distintos estaria limitada apenas pela difração, sem os efeitos da turbulência da atmosfera que provocam o fenômeno Seeing que é o fenômeno observado nos detectores usados em telescópios ópticos em que a imagem de uma estrela é alargada. Os telescópios terrestres estão limitados a resoluções de 0,5-1,0 segundos de arco (arcsec).
2) A possibilidade de observar luz infravermelha e ultravioleta, que são fortemente absorvidas pela atmosfera. No mesmo ano, foram obtidos os primeiros espectros ultravioleta do Sol.

Cronologia

De 1962 a 1974 foram anos de luta e preocupação, com as dificuldades de financiamento e o ceticismo de alguns. No início do projeto em 1968 o tamanho do telescópio era com um espelho de 3m de diâmetro, conhecido provisoriamente como Grande Telescópio Orbital ou Grande Telescópio Espacial (LST), com lançamento em 1979.  Os planos enfatizavam a necessidade de missões tripuladas para a manutenção do telescópio, de forma a justificar um investimento tão caro ao longo de um tempo de vida extenso, e os projetos em redor da tecnologia reutilizável do Ônibus Espacial indicavam que seria possível em pouco tempo.

O Senado americano concorda com um orçamento na metade do que o Congresso recusara.

Telescópio Hubble especificações

Telescópio Hubble especificações

 

Dificuldades de financiamento reduziram a escala do projeto, o diâmetro do espelho passa de 3m para 2,4m no projeto final, que teve que se adaptar reduzindo custos e admitindo uma configuração mais compacta do hardware telescópico. Com o orçamento baixo veio a colaboração da Agência Espacial Europeia – ESA, que forneceu as células dos painéis solares e 15% dos custos, em troca da garantia de 15% do tempo de observação para astrónomos europeus.

Em 1978, o Congresso aprova um financiamento de 36 milhões de dólares. O desenho do LST iniciou-se de imediato, agendando o lançamento para 1983 e na década de 1980 o telescópio foi batizado em homenagem a Edwin Powel Hubble.

Construção, montagem e lançamento

A Marshall Space Flight Center ficou responsável pelo controle geral dos instrumentos científicos e controle terrestre durante a missão. O centro Marshall incumbiu a Perkin-Elmer, companhia do ramo da óptica, para conceber o mecanismo de montagem do telescópio (Optical Telescope Assembly – OTA) e os sensores de navegação (Fine Guidance Sensors) para o telescópio espacial. A Lockheed ficou responsável pela construção da nave espacial em que o telescópio ficaria alojado.

Hubble polimento do espelho

Hubble polimento do espelho

 

 

Em 1979, o Polimento do espelho primário do Hubble foi feito pela Perkin-Elmer Corporation, Danbury, Connecticut. No verão de 1985, a construção da nave já havia ultrapassado em 30% do orçamento e estava com três meses de atraso.

Sistema óptico

O Telescópio Espacial Hubble seria utilizado para observações na gama do ultravioleta ao infravermelho com uma resolução dez vezes superior aos telescópios antecessores, o espelho teria que ser polido com uma precisão de 10 nanômetros, cerca de 1/65 do comprimento de onda da luz vermelha.

A construção do espelho foi iniciada em 1979, utilizando vidro de expansão ultra reduzida. Para reduzir ao máximo o peso do espelho, ele foi acondicionado numa espécie de sanduíche de duas placas de cerca de uma polegada de altura e uma estrutura em forma de colmeia no meio. O polimento prolongou-se de 1979 até maio de 1981. O espelho foi concluído no fim de 1981, com o acréscimo de um revestimento refletivo em alumínio, com espessura de 75mm, e outro revestimento protetor de fluoreto de magnésio, de 25mm de espessura, o que permitia aumentar a reflexão da luz ultravioleta.

Lançamento

A NASA adia o lançamento do telescópio até abril de 1985. A Perkin-Elmer continuou a atrasar seu trabalho e a NASA foi forçada a reagendar o lançamento para 1 de março de 1986. A esta altura, o custo total do projeto tinha atingido 1,175 bilhões de dólares. Além disso, o software necessário para controlar o Hubble em terra não fica pronto em 1986 e só estaria acabado em 1990. Para completar o quadro de dificuldades, no mesmo ano aconteceu o acidente com a nave Challenger em 28 de janeiro de 1986, que decreta o esfriamento no programa espacial americano. O lançamento do telescópio foi reagendado para 1990. Em 24 de abril de 1990, a missão STS-31 do Discovery fez o lançamento do telescópio com sucesso em sua órbita prevista.

Lançamento do Hubble pela Discovery 1990

Lançamento do Hubble pela Discovery 1990

 

Desde a sua estimativa de custo inicial de cerca de 400 milhões de dólares, o telescópio chegou a custar mais de 2,5 bilhões de dólares para ser construído. Custos cumulativos do Hubble até hoje são estimados entre 4,5 e 6 bilhões de dólares, com uma contribuição financeira adicional da Europa de 593 milhões de euros, até a estimativa de 1999.

Falha no espelho

Dentro de poucas semanas após o lançamento do telescópio, pelas imagens que voltavam, ficou evidente que havia um sério problema com o sistema óptico. O telescópio falhou em obter um foco tão exato como esperado. Apesar de ter sido provavelmente o espelho mais precisamente construído de todos os tempos, com variações de apenas 10 nanômetros a partir da curva prevista, era plano em demasia nas bordas em cerca de 2.200 nanômetros (2,2 mícrones). Esta diferença foi catastrófica, produzindo uma anomalia esférica grave.

A NASA e o telescópio passaram a ser alvo de muitas piadas, e o projeto foi considerado um elefante branco. Durante os primeiros três anos da missão Hubble, mesmo antes das correções ópticas, o telescópio conseguiu realizar um grande número de observações produtivas. O erro foi bem caracterizado e era estável, permitindo aos astrônomos otimizar os resultados obtidos através de técnicas compensatórias sofisticadas de processamento de imagem.

Hubble conserto no espaço missão 2

Hubble conserto no espaço missão 2

 

Para se corrigir o problema da anomalia esférica foi estabelecido o sistema Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), constituído por dois espelhos de compensação da falha. Várias missões do ônibus espacial foram lançadas para consertos, substituição de instrumentos e outros ajustes.

Os astronautas também realizaram substituições de outros componentes, incluindo todas as seis baterias de níquel-hidrogênio, e três mantas de isolamento térmico de proteção. As baterias nunca tinham sido substituídas e duraram mais de 13 anos além da sua vida prevista.

O Hubble foi liberado para o espaço em 19 de maio de 2009, depois de todos os reparos serem feitos com sucesso. Depois de testes e calibração, o Hubble retomou a operação de rotina em setembro de 2009.

O Hubble foi concebido para ser devolvido à Terra a bordo de um ônibus espacial. Mas não será possível. Os engenheiros da NASA desenvolveram o Soft Capture and Rendezvous System (SCRS) que permitirá o encontro, captura e descarte seguro do Hubble por uma missão tripulada ou robótica no futuro.

fontes: Wikipedia
Site da ESA dedicado ao Hubble (em inglês)
Space Telescope Science Institute (em inglês)
Site da NASA sobre o Hubble para o público (em inglês)
Arquivo de dados do Hubble (em inglês)
Vídeo por Dailymotion (em inglês)
Share this:

, , , , , ,

2 Comentarios

Follow

Get every new post delivered to your Inbox

Join other followers