Vista mostrando a estrutura real de voo da unidade de espelho retrovisor do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, que possui matriz de espelhos primária de 18 segmentos e montagem de espelhos secundária na frente, na configuração de arrumação para lançamento. Crédito: Ken Kremer / kenkremer.com
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NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - O ritmo de construção do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA deu um grande salto em frente com a entrega da estrutura de voo real que serve como espelho crítico do observatório que sustenta a espinha dorsal - ao Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt , Maryland e observado pela revista Space.
"Estamos em boa forma com o Telescópio Espacial James Webb", disse o Dr. John Mather, cientista ganhador do Prêmio Nobel da NASA, em entrevista exclusiva à Space Magazine na NASA Goddard durante uma visita à estrutura de voo - mostrada nas minhas fotos aqui. Nota: Leia uma versão em italiano da história - aqui no Alive Universe
E o gigantesco telescópio de US $ 8,6 bilhões de Webb tem objetivos científicos gigantescos como sucessor científico do Telescópio Espacial Hubble (HST) da NASA - agora comemorando seu 25º aniversário em órbita terrestre.
"O JWST tem a capacidade de olhar para os primeiros objetos que se formaram após o Big Bang", disse Mather à Space Magazine.
Como isso é possível?
“James Webb tem um espelho muito maior que o Hubble. Portanto, sua resolução é muito melhor ”, disse o astronauta e chefe de ciências da NASA John Grunsfeld, durante uma entrevista exclusiva na NASA Goddard. Grunsfeld voou em um trio de missões de serviço do Hubble a bordo do Ônibus Espacial, incluindo o último durante o STS-125 em 2009.
"O JWST pode olhar mais para trás no tempo, e uma distância maior que o Hubble, para que possamos ver as primeiras estrelas e galáxias formadas no Universo."
Essas descobertas só são possíveis com o Webb, que se tornará o telescópio mais poderoso já enviado para o espaço quando for lançado em 2018.
A maciça unidade de estrutura de voo do JWST inclui o "conjunto de backplane" que prende todos os espelhos primários e secundários dos telescópios, bem como seu módulo científico ISIM carregado com o quarteto de instrumentos de pesquisa de ponta do observatório.
"O backplane parece realmente ótimo", Grunsfeld me disse.
Numerosos centros e empresas aeroespaciais da NASA estão envolvidos na construção do observatório e sua estrutura de backplane, segurando os espelhos que buscarão cerca de 13,4 bilhões de anos.
"A estrutura do backplane chegou no final de agosto da Northrop Grumman Aerospace Systems em Redondo Beach, Califórnia", disse Sandra Irish, engenheira estrutural do JWST, durante uma entrevista à Space Magazine nas instalações de salas limpas da NASA Goddard.
"Este é o hardware de vôo real."
O objetivo da montagem do painel traseiro do JWST é manter o espelho primário do telescópio com 18 segmentos e 21 pés (6,5 metros de diâmetro) quase imóvel enquanto flutua no ambiente espacial totalmente frio, permitindo assim ao observatório espiar o espaço profundo para uma reunião científica precisa medições nunca antes possíveis.
A enorme estrutura do telescópio “inclui o conjunto do painel traseiro do espelho primário; o suporte principal do backplane; e a estrutura de torre implantável que eleva o telescópio da espaçonave. Os três braços no topo se reúnem em um anel onde o espelho secundário irá residir ”, afirmam funcionários.
O backplane percorreu uma longa e sinuosa estrada antes de chegar a Goddard.
"A estrutura do backplane foi projetada e construída no Orbital ATK com a supervisão da NASA", explicou Irish. O trabalho de montagem foi realizado nas instalações da empresa em Magna, Utah.
“Depois foi enviado para Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia, para testes estáticos. Então veio aqui para Goddard. A Orbital ATK também construiu os tubos compostos para a estrutura do módulo científico ISIM. ”
A estrutura de voo completa do observatório mede cerca de 8 metros (26 pés) desde a base até a ponta dos braços do tripé e o suporte do espelho segurando o espelho secundário redondo.
A estrutura de vôo e a montagem do backplane chegaram a Goddard em sua configuração de arrumação para lançamento após serem transportadas de avião da Califórnia.
“Está aqui para a instalação de todos os espelhos para construir todo o conjunto do telescópio aqui em Goddard. Ele será totalmente testado aqui antes de ser entregue ao Johnson Space Center em Houston e depois de volta à Califórnia ”, elaborou Irish.
Atualmente, a montagem geral está conectada a um par de grandes acessórios amarelos e brancos que prendem firmemente a unidade de vôo, para mantê-la na posição vertical e girar conforme necessário, enquanto é submetida a testes de aceitação por engenheiros e técnicos antes do início do próximo grande passo - o crucial instalação de espelho que começa logo dentro da maior sala limpa do mundo na NASA Goddard.
As pontes rolantes também são usadas para manobrar a estrutura do observatório, à medida que os engenheiros inspecionam e testam a unidade.
Mas várias semanas de trabalho preparatório estão em andamento antes que a instalação do espelho minuciosamente precisa possa começar sob as condições operacionais mais limpas da sala limpa.
"No momento, os técnicos estão instalando chicotes que precisamos montar em toda a estrutura", disse Irish.
“Esses chicotes irão para nossos sistemas eletrônicos e espelhos, a fim de monitorar sua atuação em órbita. Então, isso é feito primeiro. "
Qual é a sequência de construção em Goddard para a instalação dos espelhos e instrumentos científicos e o que vem a seguir?
“Neste outono, instalaremos todos os espelhos, começando no final de outubro / início de novembro. Em abril de 2016, instalaremos o módulo científico ISIM dentro da estrutura do backplane. ”
“O ISIM monta todos os quatro instrumentos científicos do telescópio. Então os espelhos ligam primeiro, depois o ISIM é instalado e então será realmente a estrutura do telescópio. ” O ISIM carrega cerca de 7.500 libras (2400 kg) de óptica e instrumentos de telescópio.
"Então, a partir de julho / agosto de 2016, iniciamos os testes ambientais".
O backplane do espelho de vôo real é composto por três segmentos - o principal segmento central e um par de partes externas em forma de asa segurando três espelhos cada. Eles serão desdobrados da configuração armazenada para inicialização para a configuração "implantada" para executar a instalação do espelho. Em seguida, volte a dobrar para a configuração de lançamento para uma eventual colocação na carenagem do foguete auxiliar Ariane V ECA.
O telescópio será lançado a partir do Centro Espacial da Guiana em Kourou, Guiana Francesa em 2018.
Os espelhos de vôo primários e secundários dos telescópios já chegaram a Goddard.
Os espelhos devem permanecer alinhados com precisão e quase imóveis para que o JWST possa realizar investigações científicas com sucesso. Enquanto opera em temperaturas extraordinariamente baixas entre -406 e -343 graus Fahrenheit, o backplane não deve se mover mais de 38 nanômetros, aproximadamente 1 / 1.000 do diâmetro de um cabelo humano.
Para explicar o menor dos erros e aprimorar a ciência, cada um dos espelhos principais é equipado com atuadores para ajustes minuciosos.
“Uma bela vantagem do Webb que é diferente do Hubble é o fato de termos a capacidade de atuação de cada um de nossos espelhos. Portanto, se estivermos um pouco atrasados em nossos cálculos ou no desalinhamento do lançamento ou na liberação de gravidade zero, podemos fazer alguns ajustes finos em órbita. ”
"Podemos ajustar todos os espelhos dentro de 50 nanômetros."
"Isso é importante porque não podemos enviar astronautas para consertar nosso telescópio. Nós simplesmente não podemos ".
"O telescópio está a um milhão de quilômetros de distância."
A equipe da NASA em Goddard já praticou a instalação de espelhos porque não há segunda chance.
"Temos apenas uma chance de acertar!" Irlandês enfatizou.
Assista a mais sobre a instalação de espelhos na minha próxima história.
O JWST é o sucessor do Telescópio Espacial Hubble de 25 anos e se tornará o telescópio mais poderoso já enviado para o espaço.
Webb foi projetado para observar a primeira luz do Universo e poderá voltar no tempo em que as primeiras estrelas e primeiras galáxias estavam se formando.
O Telescópio Webb é um projeto colaborativo internacional conjunto entre a NASA, a Agência Espacial Européia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA).
A NASA tem responsabilidade geral e Northrop Grumman é o principal contratante do JWST.
"O telescópio está dentro do cronograma de lançamento em 2018 em outubro", disse-me Mather.
E a recompensa do JWST será monumental!
"Em tudo, desde planetas próximos ao universo mais distante, James Webb transformará nossa visão do universo", diz Grunsfeld.
Preste atenção para saber mais sobre a construção e instalação de espelhos JWST na parte 2 em breve.
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