NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - É hipnotizante! Esse é o sentimento avassalador expresso entre os poucos afortunados que colocam seus próprios olhos no espelho primário de ouro recém-exposto, no coração do gigantesco Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA - um sentimento compartilhado pela equipe que constrói o observatório único e eu durante uma visita esta semana pela Space Magazine.
“O telescópio está levantado agora [côncavo]. Então você vê isso em toda a sua glória! ” disse John Durning, vice-gerente de projetos do Telescópio Webb, em uma entrevista exclusiva à Space Magazine no Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA na terça-feira, 3 de maio, depois que as capas foram cuidadosamente removidas há poucos dias dos 18 segmentos primários de espelhos e a estrutura foi temporariamente voltado para cima.
"Todo o sistema de espelhos é retirado, integrado e o alinhamento foi verificado."
É um ano marcante para o JWST em Goddard, onde os engenheiros e técnicos estão na fase final de montagem e integração da parte de instrumentos ópticos e científicos do colossal observatório que revolucionará nossa compreensão do cosmos e a sua inserção. E eles são avançando em ritmo acelerado.
O JWST é o sucessor científico do Telescópio Espacial Hubble de 25 anos da NASA. Ele se tornará o maior e mais poderoso telescópio espacial já construído pela humanidade depois de ser lançado daqui a 30 meses.
A estrutura de vôo para a treliça de montagem do backplane que contém os espelhos e os instrumentos científicos chegou a Goddard em agosto passado pela empresa contratada pela Webb, Northrop Grumman Aerospace Systems, em Redondo Beach, Califórnia.
O trabalho meticuloso de montagem do espelho primário de 6,5 metros de diâmetro começou pouco antes do feriado de Ação de Graças de 2015, quando a primeira unidade foi instalada com sucesso no segmento central do espelho que suporta o conjunto do painel traseiro.
Técnicos da Goddard e Harris Corporation de Rochester, Nova York, então, preencheram metodicamente a montagem do backplane um por um, instalando sequencialmente o último segmento de espelho primário em fevereiro, seguido pelo espelho secundário único na parte superior do trio maciço de barras de montagem de espelho e os espelhos terciários e de direção dentro do Sistema de óptica traseira (AOS).
Tudo prosseguia de acordo com o cronograma meticulosamente coreografado.
"A instalação do espelho foi muito boa", disse Durning à Space Magazine.
“Mantivemos nossa programação o tempo todo para instalar todos os 18 segmentos de espelho primário. Em seguida, a seção central, que é o cone no centro, compreendendo o Sistema de óptica traseira (AOS). Instalamos isso há dois meses. Foi muito bem.
A estrutura de vôo e a montagem do backplane servem como a espinha dorsal dos US $ 8,6 bilhões de telescópios Webb.
A próxima etapa é instalar o quarteto de instrumentos de pesquisa de ponta do observatório, um pacote conhecido como ISIM (Integrated Science Instrument Module), na estrutura de treliças nas próximas semanas.
"O telescópio está totalmente integrado e agora estamos fazendo os retoques finais para nos prepararmos para aceitar o pacote de instrumentos que começará a acontecer ainda esta semana", explicou Durning.
O sistema de espelho óptico integrado e o ISIM formam o trem óptico de Webb.
"Então, agora estamos criando a nova entidade de integração chamada OTIS - que é uma combinação do OTE (Optical Telescope Assembly) e do ISIM (Integrated Science Instrument Module) juntos."
"Esse é essencialmente o trem óptico inteiro do observatório!" Durning declarou.
"É o caminho crítico do fóton para o sistema. Portanto, teremos isso integrado nas próximas semanas. ”
A entidade OTIS combinada de espelhos, módulo científico e treliça de backplane pesa 8786 libras (3940 kg) e mede 28'3 "(8,6m) x 8" 5 "(2,6 m) x 7" 10 "(2,4 m).
Depois que o OTIS estiver totalmente integrado, engenheiros e técnicos passarão o resto do ano expostos a testes ambientais, adicionando cobertores térmicos e testando o trem óptico - antes de enviar a enorme estrutura ao Johnson Space Center da NASA.
"Em seguida, o enviaremos ao Johnson Space Center (JSC) da NASA no início do próximo ano para fazer alguns testes de cryovac e a verificação pós-teste ambiental do sistema óptico", explicou.
“Enquanto isso, Northrup Grumman está finalizando a fabricação do protetor solar e a integração dos componentes da espaçonave em suas peças.”
“Então, no final de 2017, é quando as duas peças - a configuração OTIS e a proteção solar - se juntam pela primeira vez como um observatório completo. Isso acontece em Northrup Grumman, em Redondo Beach.
O trem óptico de Webb é composto por quatro espelhos diferentes. Discutimos os detalhes dos espelhos, sua instalação e teste.
"Existem quatro superfícies de espelho", disse Durning.
“Temos o grande espelho principal de 18 segmentos, o espelho secundário no tripé acima dele e a seção central parecendo uma estrutura de pirâmide [AOS] contém o espelho terciário e o fino espelho de direção.”
“O AOS vem como um pacote completo. Isso foi inserido no meio [do espelho primário]. ”
Cada um dos 18 segmentos de espelho primário de formato hexagonal mede pouco mais de 1,3 metro de largura e pesa aproximadamente 40 kg. Eles são feitos de berílio, revestidos a ouro e do tamanho de uma mesa de café.
No espaço, a estrutura do espelho dobrado se desdobra em seções lado a lado e funciona em conjunto como um espelho grande de 21,3 pés (6,5 metros), sem precedentes em tamanho e capacidade de captação de luz.
O espelho secundário arredondado e solitário fica no topo da lança do tripé sobre o primário.
O espelho terciário e o fino espelho de direção ficam no Sistema de óptica traseira (AOS), uma unidade em forma de cone localizada no centro do espelho primário.
“Então, como funciona, a luz do espelho primário salta para o secundário, e o secundário salta para o terciário”, explicou Durning.
“E então o terciário - que está dentro dessa estrutura do AOS - salta para o espelho de direção. E então aquele espelho de direção direciona os feixes de fótons para os espelhos retrovisores que ficam embaixo na estrutura ISIM. ”
“Então os fótons passam pelo cone AOS. Há uma máscara no topo que corta o caminho, de modo que temos uma forma fixa do feixe passando. ”
"É o espelho terciário que direciona os fótons para o fino espelho de direção. O fino espelho de direção então o direciona [os fótons] para os espelhos retrovisores que ficam embaixo na estrutura ISIM. ”
Portanto, o alinhamento entre o sistema AOS e os espelhos primário e secundário dos telescópios é incrivelmente crítico.
“O espelho terciário da AOS capta a luz [do espelho secundário] e direciona a luz para o espelho de direção. Os requisitos para o alinhamento eram exatamente o que precisávamos. Então, esse foi um excelente progresso. ”
“Portanto, todo o sistema de espelhos é verificado. O sistema foi integrado e o alinhamento foi verificado. ”
A estrutura de espelhos dourados de Webb foi inclinada por um período muito breve nesta semana em 4 de maio, como pode ser visto neste vídeo de lapso de tempo da NASA:
O espelho principal de 18 segmentos do Telescópio Espacial James Webb da NASA foi elevado ao alinhamento vertical na maior sala limpa do Goddard Space Flight Center da agência em Greenbelt, Maryland, em 4 de maio de 2016. Crédito: NASA
O gigantesco observatório excederá significativamente o poder de captação de luz do Telescópio Espacial Hubble (HST) da NASA - atualmente o telescópio espacial mais poderoso já enviado para o espaço.
Com a estrutura do espelho concluída, o próximo passo é a instalação do módulo científico ISIM.
Para conseguir isso, os técnicos mudaram cuidadosamente a estrutura de espelhos Webb esta semana para a estrutura de pórtico de sala limpa.
Conforme mostrado neste vídeo de lapso de tempo que criamos a partir de imagens de webcam, eles inclinaram a estrutura verticalmente, giraram, abaixaram-na de volta na horizontal e depois a transportaram através de um guindaste para a plataforma de trabalho.
Lapso de tempo mostrando o espelho primário descoberto de 18 segmentos do Telescópio Espacial James Webb da NASA sendo levantado na posição vertical, virou e abaixou de cabeça para baixo na posição horizontal e depois passou para o pórtico de processamento na maior sala limpa do Goddard Space Flight Center da agência em Greenbelt, Maryland, em 5 de maio de 2016. Imagens: Webbcam da NASA. Lapso de tempo de Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
O telescópio será lançado em um reforço Ariane V do Centro Espacial da Guiana em Kourou, Guiana Francesa, em 2018.
O Telescópio Webb é um projeto colaborativo internacional conjunto entre a NASA, a Agência Espacial Européia (ESA) e a Agência Espacial Canadense (CSA).
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. Também estudará a história de nosso universo e a formação de nosso sistema solar, bem como outros sistemas solares e exoplanetas, alguns dos quais podem ser capazes de sustentar a vida em planetas semelhantes à Terra.
Mais sobre o ISIM na próxima história.
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