Testes rigorosos estão no centro de qualquer missão espacial bem-sucedida. O Telescópio Espacial James Webb (JWST) estará a um milhão de quilômetros de distância quando implantar seu protetor solar de missão crítica e, se não funcionar como planejado, é isso. Fim de jogo.
O Webb é o telescópio espacial mais avançado já construído. É um telescópio infravermelho e altamente sensível. Mas para alcançar a extrema sensibilidade que lhe permitirá estudar exoplanetas e o distante universo inicial, ele precisa ser mantido fresco. Muito legal. E esse é o trabalho do protetor solar.
O protetor solar é fundamental no design do telescópio. O James Webb estará no Lagrange Point 2 (L2), em uma órbita de halo que mantém a Terra, a Lua e o Sol atrás dele. O Sol é a principal fonte de calor do telescópio, e a Terra e a Lua são apenas fontes secundárias. A blindagem bloqueia efetivamente toda a energia proveniente dos três corpos e mantém o alcance at na temperatura operacional, abaixo de -220 graus Celsius (-370 F; 50 K.)
Haverá uma diferença extrema de temperatura entre o lado do protetor solar do JWST e o lado do escopo ‘. A NASA diz que o protetor solar pode atingir temperaturas de 110 ° C (230 F; 383 K), quentes o suficiente para ferver um ovo, enquanto o lado do telescópio sombreado estará frio o suficiente para congelar o oxigênio.
“Foi a primeira vez que o protetor solar foi implantado e tensionado pela eletrônica da espaçonave e com o telescópio presente acima. "
James Cooper, gerente de proteção solar do JWST.
Técnicos e engenheiros acabaram de testar todas as cinco camadas do escudo solar e colocaram o escudo na mesma posição em L2, a 1,6 milhão de quilômetros da Terra. A NASA disse em um comunicado de imprensa que esses testes usaram os próprios sistemas da espaçonave para implantar o escudo e que os testes foram bem-sucedidos.
“Foi a primeira vez que o protetor solar foi implantado e tensionado pela eletrônica da espaçonave e com o telescópio presente acima. A implantação é visualmente impressionante, como resultado, e foi difícil de realizar ”, disse James Cooper, gerente de proteção solar do telescópio Webb da NASA no Goddard Space Flight Center da NASA, Greenbelt, Maryland.
O escudo solar é composto por cinco camadas de um material chamado Kapton. Cada uma das camadas tem uma espessura específica e são separadas por uma distância específica. O escudo também possui costuras e outros recursos que o reforçam contra meteoros. Cada uma das camadas é revestida com alumínio, e as duas camadas mais próximas do Sol, as Camadas 1 e 2, têm o que é chamado de revestimento de "silicone dopado" para refletir a energia ultravioleta do Sol de volta ao espaço.
"Este teste mostrou que o sistema de proteção solar sobreviveu aos testes ambientais de elementos de naves espaciais e nos ensinou sobre as interfaces e interações entre as partes do telescópio e da proteção solar do observatório", acrescentou Cooper. "Muito obrigado a todos os engenheiros e técnicos por sua perseverança, foco e inúmeras horas de esforço para alcançar esse marco".
O ônibus espacial de James Webb tem aproximadamente o mesmo tamanho do Hubble. Mas o espelho do JWST é o dobro do tamanho do Hubble. É um espelho segmentado de berílio revestido a ouro com 6,5 m de diâmetro e composto por 18 segmentos hexagonais, com uma área de coleta combinada de 25 metros quadrados. De fato, o espelho de ouro da Webb já é um ícone cultural, mesmo que não tenha sido lançado.
O espelho precisa ser tão grande para cumprir seus objetivos de missão, que incluem observar a luz das primeiras estrelas e galáxias no universo e estudar exoplanetas, entre outras coisas. Mas o espelho e a necessária sombra solar são grandes demais para caber em um foguete. É por isso que tanto o espelho quanto a sombra do sol são dobrados para o lançamento e lançados apenas quando o telescópio está a caminho de seu destino, uma manobra complicada. Não apenas isso, mas todos os testes estão sendo feitos na gravidade da Terra, enquanto a implantação real ocorrerá na ausência de gravidade.
E é disso que trata todos os testes e retestes. Ao contrário do Hubble, que na Órbita da Terra Baixa era acessível aos astronautas para missões de reparo, o JWST está fora de alcance. É possível que uma espaçonave futura lide com o James Webb para corrigir qualquer erro grave de implantação. Mas os componentes não podem ser substituídos. Em essência, há apenas uma chance de colocar o espelho e seu protetor solar corretamente.
Com esse importante teste por trás deles, os engenheiros e técnicos agora precisam guardar cuidadosamente o protetor solar na configuração de lançamento, dobrando-o na posição exata necessária para uma implantação bem-sucedida. Depois disso, mais testes.
Ainda existem testes elétricos abrangentes que precisam ser executados, bem como testes mecânicos que imitam as forças que o escopo experimentará durante o lançamento do foguete Ariane 5 que o levará ao espaço. Depois, haverá mais um teste da implantação de James Webb e uma armazenagem final.
O lançamento está agendado para 30 de março de 2021. Houve uma série de atrasos para o JWST, que deveria ser lançado entre 2007 e 2011. É uma missão complicada e uma peça de tecnologia cara e complicada. A NASA é a principal desenvolvedora, mas tanto a Agência Espacial Européia quanto a Agência Espacial do Canadá fizeram contribuições significativas.
Quando estiver em sua órbita de halo em L2, e se a implantação for boa, fará um trabalho inovador. E esperamos esquecer todos os atrasos.
Mais:
- Comunicado de imprensa: Telescópio espacial James Webb da NASA realiza testes críticos de implantação de protetores solares
- Comunicado à imprensa: a complexa engenharia de materiais do Webb Telescope Sunshield da NASA
- Vídeo da revista Space: Ascensão dos supertelescópios Parte 2 - Telescópios espaciais
