Desde que foram produzidos, os nanotubos de carbono conseguiram provocar uma agitação na comunidade científica. Com aplicações que variam de tratamento de água e eletrônica, biomedicina e construção, isso não deve surpreender. Mas uma equipe de engenheiros da NASA do Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, foi pioneira no uso de nanotubos de carbono para outro objetivo - telescópios espaciais.
Usando nanotubos de carbono, a equipe de Goddard - liderada por Theodor Kostiuk, do Laboratório de Sistemas Planetários da NASA e da Divisão de Exploração do Sistema Solar - criou um novo tipo revolucionário de espelho de telescópio. Esses espelhos serão implantados como parte de um CubeSat, que pode representar uma nova geração de telescópios espaciais de baixo custo e alta eficácia.
Essa inovação mais recente também tira proveito de outro campo que teve muito desenvolvimento nos últimos tempos. O CubeSats, como outros pequenos satélites, tem desempenhado um papel cada vez mais importante nos últimos anos. Ao contrário dos satélites maiores e mais volumosos do passado, os satélites em miniatura são uma plataforma de baixo custo para a realização de missões espaciais e pesquisas científicas.
Além das agências espaciais federais como a NASA, elas também oferecem às empresas privadas e às instituições de pesquisa a oportunidade de conduzir comunicações, pesquisas e observações do espaço. Além disso, eles também são uma maneira de baixo custo para envolver os alunos em todas as fases da construção, implantação e pesquisa espacial do satélite.
É verdade que missões que dependem de satélites em miniatura provavelmente não geram a mesma quantidade de interesse ou pesquisa científica que operações em larga escala, como a missão Juno ou a sonda espacial New Horizons. Mas eles podem fornecer informações vitais como parte de missões maiores ou trabalhar em grupos para coletar maiores quantidades de dados.
Com a ajuda do financiamento do programa de Pesquisa e Desenvolvimento Interno de Goddard, a equipe criou uma bancada óptica de laboratório feita de componentes comuns prontos para testar o design geral do telescópio. Esse banco consiste em uma série de espectrômetros em miniatura sintonizados nos comprimentos de onda ultravioleta, visível e infravermelho próximo, que são conectados ao feixe focal dos espelhos do nanotubo por meio de um cabo óptico.
Usando esse banco, a equipe está testando os espelhos ópticos, vendo como eles resistem a diferentes comprimentos de onda da luz. Peter Chen - presidente da Lightweight Telescopes, uma empresa com sede em Maryland - é um dos contratados que trabalha com a equipe de Goddard para criar o telescópio CubeSat. Como ele foi citado por um recente comunicado de imprensa da NASA:
“Ninguém foi capaz de fazer um espelho usando uma resina de nanotubo de carbono. Esta é uma tecnologia exclusiva atualmente disponível apenas em Goddard. A tecnologia é nova demais para voar no espaço e, primeiro, deve passar pelos vários níveis de avanço tecnológico. Mas é isso que meus colegas de Goddard (Kostiuk, Tilak Hewagama e John Kolasinski) estão tentando realizar por meio do programa CubeSat.
Ao contrário de outros espelhos, o criado pela equipe do Dr. Kostiuk foi fabricado com nanotubos de carbono embebidos em uma resina epóxi. Naturalmente, os nanotubos de carbono oferecem uma ampla gama de vantagens, entre as quais a resistência estrutural, propriedades elétricas exclusivas e condução eficiente de calor. Mas a equipe de Goddard também escolheu esse material para suas lentes porque oferece uma opção leve, altamente estável e facilmente reproduzível para a criação de espelhos telescópicos.
Além disso, espelhos feitos de nanotubos de carbono não precisam de polimento, o que é um processo demorado e caro quando se trata de telescópios espaciais. A equipe espera que esse novo método seja útil na criação de uma nova classe de telescópios espaciais CubeSat de baixo custo, além de ajudar a reduzir custos quando se trata de grandes telescópios terrestres e espaciais.
Tais espelhos seriam especialmente úteis em telescópios que usam vários segmentos de espelho (como o Observatório Keck em Mauna Kea e o Telescópio Espacial James Webb). Tais espelhos seriam um verdadeiro cortador de custos, uma vez que podem ser facilmente produzidos e eliminariam a necessidade de polimento e retificação dispendiosos.
Outras aplicações potenciais incluem comunicações no espaço profundo, eletrônicos aprimorados e materiais estruturais para naves espaciais. Atualmente, a produção de nanotubos de carbono é bastante limitada. Mas, à medida que se torna mais difundido, podemos esperar que esse material milagroso chegue a todos os aspectos da exploração e pesquisa do espaço.
