Telescópio espacial James Webb é finalmente lançado – Cavok Brasil


O Telescópio Espacial James Webb foi lançado com sucesso às 8h20 (hora local) do dia 25 de dezembro, no espaçoporto de Kourou, na costa da Guiana Francesa, e começou a jornada de um mês até seu destino no espaço.

O telescópio, que sofreu vários atrasos e uma série de estouros de custo, foi lançado no topo de um foguete Ariane 5. A NASA começou a cobertura ao vivo do lançamento às 6 da manhã, horário do leste dos EUA, no YouTube. (Você ainda pode assistir no player abaixo).

O Webb foi projetado para olhar mais para trás no tempo e com mais detalhes do que o telescópio espacial Hubble da NASA, o telescópio espacial Spitzer ou qualquer outro telescópio anterior. Sua resolução, por exemplo, será 100 vezes maior que a de seu antecessor. Se tiver a chance, o Webb irá explorar as atmosferas de planetas distantes, localizar algumas das galáxias observáveis mais distantes e poderá ajudar a responder a algumas das perguntas mais urgentes da humanidade sobre o universo.

Isso se tudo correr de acordo com o plano.

As apostas são altas. Graças a mais de uma década de atrasos e uma série de contratempos críticos – desafios no desenvolvimento de um novo e complexo tipo de espectrógrafo, problemas de integração e literalmente a descoberta de parafusos soltos durante os testes de vibração, para citar alguns – o custo de Webb aumentou para impressionantes US$ 10 bilhões. É o instrumento mais caro já desenvolvido para voos espaciais.

Nos seis meses após o lançamento, a espaçonave entrará em sua fase de “comissionamento” e realizará uma série de manobras primorosamente coreografadas para deixá-la pronta para observar o cosmos. Mesmo um passo em falso ao longo de todo o processo pode comprometer a missão.

Os astrônomos esperam que o telescópio volte no tempo para testemunhar a formação de algumas das galáxias mais antigas do universo.

E isso começa bem no início. Aproximadamente duas horas após o lançamento, a espaçonave implantará sua antena de alto ganho. É assim que ele se comunicará com os operadores em solo. Entre doze e meia e vinte horas após o lançamento, o Webb realizará a primeira das três manobras críticas de correção de curso para ajudar a empurrar o telescópio em direção ao seu destino final. A segunda manobra ocorre dois dias e meio após o lançamento. A manobra final, 29 dias após o lançamento, depositará o Webb em sua órbita final.

Durante esse tempo, ele deve se desdobrar perfeitamente como um pedaço intrincado de origami. Primeiro, o protetor solar será implantado e começará a resfriar o telescópio. Logo depois, o espelho secundário de Webb se abrirá, seguido por um espelho primário muito maior. Assim que todas as partes do telescópio forem desembrulhadas e ele esfriar até sua temperatura operacional (-370 graus Fahrenheit), o alinhamento e a calibração de seus múltiplos instrumentos e sensores serão iniciados.

As primeiras imagens de Webb devem chegar em meados de 2022.

Ao contrário do Telescópio Espacial Hubble, que pairou cerca de 250 milhas acima da superfície da Terra nas últimas três décadas, o Webb viajará cerca de 1,5 milhão de quilômetros ao longo de um mês para um ponto gravitacionalmente estável no espaço, chamado ponto de Lagrange 2, ou L2.

Há um total de cinco pontos de Lagrange – locais onde a atração gravitacional do Sol e da Terra equilibra a força centrípeta necessária para que o telescópio permaneça estável em sua órbita.

O L2 é um ponto ideal astronômico, e o Webb não é o primeiro observatório a orbitar lá. Várias outras espaçonaves, incluindo Wilkinson Microwave Anisotropy Probe da NASA e os Observatórios Planck e Herschel da Agência Espacial Européia, operaram nesses locais. Um benefício desta localização é que Webb permanecerá praticamente travado em sua posição em relação à Terra. Isso ajudará o telescópio a economizar combustível e permanecer em contato contínuo com a Deep Space Network da NASA.

Além disso, apenas um lado do telescópio ficará voltado para o sol. Isso garante que seus painéis solares recebam muita luz solar e que seus frágeis instrumentos sensíveis à luz sejam protegidos do sol – um requisito especialmente crítico, dado que Webb é um equipamento observatório infravermelho e não seria capaz de identificar. (Veja mais sobre isso abaixo.) Finalmente, o Webb será capaz de ver todo o céu ao longo de um ano, o que significa que os pesquisadores podem mirar em galáxias distantes em todo o universo.

Como isso funciona, de qualquer maneira?

O Webb é um observatório infravermelho, o que significa que medirá a luz infravermelha emitida por objetos celestes. (Em comparação, o Hubble foi projetado principalmente para observar objetos na luz visível.)

Comparação entre o James Webb e o Huble.

Isso ajudará o Webb a olhar mais para trás no tempo e medir um fenômeno chamado redshifting cosmológico. À medida que o universo se expande, a luz das estrelas se expande. Em essência, a luz emitida em comprimentos de onda ultravioleta ou visível aumenta para luz infravermelha ao longo do tempo.

O telescópio tem um conjunto de quatro instrumentos científicos – um total de quatro câmeras, sete espectrógrafos e três cronógrafos – todos os quais trabalharão juntos para ajudar o telescópio a estudar as estrelas.

Os instrumentos do telescópio espacial James Webb:

Câmera infravermelha próxima (NIRCam)
Espectrógrafo de infravermelho próximo (NIRSpec)
Espectrógrafo de infravermelho próximo sem fenda / sensor de orientação fina (NIRISS / FGS)
Instrumento infravermelho médio (MIRI)

Projetado e construído pela Lockheed Martin e pesquisadores da Universidade do Arizona, o NIRCam é o principal gerador de imagens do Webb. É composto por uma câmera infravermelha com ajuste impossível, um espectrógrafo, que analisa os espectros de luz de vários objetos, e um cronógrafo, que observa objetos orbitando estrelas bloqueando a luz brilhante das estrelas.

Além da miríade de câmeras do Webb, espectrógrafos a bordo do telescópio medem assinaturas de luz de diferentes objetos em todo o universo. Essas assinaturas podem, por exemplo, revelar a temperatura, densidade e movimento de partículas nas atmosferas de diferentes exoplanetas e podem ajudar a identificar se elementos específicos, como oxigênio, água ou metano, podem estar presentes em mundos distantes ou galáxias distantes que se formou há mais de 13 bilhões de anos.

Os cronógrafos do Webb irão apagar as luzes brilhantes de estrelas distantes para que os pesquisadores possam ver melhor o que pode estar orbitando ao redor delas.

A proteção solar em forma de diamante de Webb é composta por uma série de cinco membranas feitas de um material chamado Kapton, que são empilhadas umas sobre as outras. O escudo, que se estende por cerca de 20 metros de comprimento quando desenrolado, é projetado para proteger os delicados instrumentos da espaçonave do sol, permitindo-lhes observar alguns dos objetos mais tênues do universo.

Para que esses instrumentos funcionem corretamente, a blindagem deve manter a temperatura ambiente. A temperatura operacional ideal de Webb oscila em torno de -370 graus Fahrenheit, mas foi construída para suportar condições ainda mais rigorosas, incluindo temperaturas de até 260 graus Fahrenheit e abaixo de -390 graus Fahrenheit. (Um sistema de resfriamento robusto dentro do telescópio torna as temperaturas ainda mais baixas.)

O espelho em forma de favo de mel do telescópio pode ser sua característica mais reconhecível, no entanto. O espelho mede 6,4 metros e é composto por 18 segmentos banhados a ouro, cada um deles revestido em uma camada microscópica de ouro com aproximadamente 700 átomos de espessura, de acordo com a NASA.

Se o Webb for implantado com sucesso no ano que vem, isso pode ajudar a resolver alguns dos mistérios mais urgentes do universo.

Por exemplo, o telescópio poderia testemunhar o nascimento de algumas das galáxias mais jovens do universo, nascidas apenas 50 milhões de anos após o big bang, durante um período que os pesquisadores chamam de Época da Reionização. Provavelmente lançará luz sobre como as estrelas e sistemas planetários se formam e revelará mundos novos e emocionantes à espreita nas sombras de estrelas distantes. O telescópio também explorará mais perto de casa, imagens de objetos no cinturão de Kuiper e em outras partes do nosso sistema solar.

A missão foi projetada para durar dez anos, mas o Webb provavelmente operará por muito mais tempo. (O Hubble, que foi lançado em 1990, foi inicialmente projetado para operar por dez anos, mas continua a fazer observações até hoje.)



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