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27 de setembro de 2021

O Espelho Primário do Telescópio Espacial Roman Está Pronto

O espelho primário do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, que irá coletar e focar a luz dos objetos cósmicos, distantes e mais próximos, acabou de ser completado. Usando esse espelho, o Roman, irá capturar imagens magníficas do espaço, com um campo de visão 100 vezes maior que o do Telescópio Espacial Hubble.

Para quem não sabe, o telescópio Nancy Grace Roman, é o antigo WFIRST que teve seu nome mudado para homenagear a Nancy Grace Roman, conhecida como a mãe do Hubble.

Essa é uma etapa importante em qualquer telescópio, a parte óptica do telescópio é o coração do instrumento. E outra coisa interessante também, que diferente dos espelhos que temos visto ultimamente, esse é uma peça única.

O Roman, como é chamado, irá investigar através da poeira e do espaço e tempo o universo, estudado-o usando a luz infravermelha, que o olho humano não pode ver. A quantidade de detalhe que veremos nessas observações é diretamente proporcional ao tamanho do espelho do telescópio, quanto maior a superfície do espelho mais luz ele consegue captar e mais detalhes finos dos objetos ele consegue enxergar.

O espelho primário do Roman tem 2.4 metros de diâmetro. É um espelho que tem o mesmo tamanho do espelho do Hubble, mas tem 1 quarto do seu peso. O espelho primário do Roman pesa cerca de 186 quilogramas, isso devido a toda melhoria tecnológica.

O espelho primário, junto com as outras partes ópticas, irão enviar a luz adquirida para os dois instrumentos científicos do Roman, o Wide Field Instrument e o Coronograph Instrument. O primeiro, essencialmente é uma câmera de 300 megapixel que irá fornecer imagens com a mesma resolução do Hubble, só que com um campo de visão 100 vezes maior. Usando esse instrumento, os cientistas irão ser capazes de mapear a estrutura e a distribuição da matéria escura, estudar sistemas planetários ao redor de outras estrelas, e explorar como o universo se desenvolveu até o estado atual.

O coronógrafo será uma demonstração de tecnologia, um instrumento que bloqueia a luz da estrela e permite que os astrônomos possam fazer imagens diretas dos planetas na órbita dessas estrelas. Se a tecnologia do coronógrafo funcionar como previsto, será possível ver planetas que são bilhões de vezes mais apagados que suas estrelas e assim será possível fazer estudos detalhados de planetas gigantes ao redor de outras estrelas.

O Roman irá operar suas observações de um ponto no espaço a 1.5 milhão de quilômetros da Terra, na direção oposta ao Sol. A forma de barril do telescópio espacial foi pensada para que ele possa bloquear a luz indesejada vinda da Terra, do Sol e da Lua e a distância do telescópio irá ajudar a mantê-lo frio, garantindo que possa detectar fracos sinais infravermelhos do universo.

Pelo fato do telescópio experimentar uma grande variação de temperatura entre a sua construção e o seu teste aqui na Terra, e o seu ponto de operação no espaço, o espelho primário do telescópio é feito com um vidro especial de expansão ultrabaixa. A maior parte dos materiais se expandem e se contraem quando a temperatura muda, mas se o espelho primário mudar a sua forma, isso irá distorcer as imagens geradas pelo telescópio. O espelho do Roman, e a sua estrutura e suporte foram desenhadas para reduzir essas flexuras, o que irá preservar a qualidade das observações.

O desenvolvimento do espelho está muito mais adiantado do que normalmente estaria nesse estágio já que o espelho foi transferido do National Reconnaissance Office para a NASA. A equipe modificou a forma do espelho e a sua superfície para se adequar aos objetivos científicos do Roman. Para quem não sabe também, a NASA está aproveitando boa parte do observatório de uma missão NROL.

O espelho recém-restaurado recebeu uma camada de prata com menos de 400 nanômetros de espessura, cerca de 200 vezes mais fino do que um fio de cabelo. A cobertura de prata foi especialmente escolhida para o Roman, devido às características de como ele reflete a luz. Só para comparar, o espelho do Hubble é coberto com finas camadas de alumínio e fluoreto de magnésio, para otimizar a refletividade da luz visível e ultravioleta. Já os segmentos do espelho do James Webb são cobertos por ouro para que possam se adequar às observações nos comprimentos do infravermelho mais longos.

O espelho do Roman é polido de forma tão fina, que a variação na superfície do espelho é de apenas 1.2 nanômetros, mais de duas vezes a suavidade requerida pelo espelho. Se o espelho fosse comparado ao tamanho da Terra, essa variação seria equivalente a 2.4 centímetros de altura.

O espelho foi precisamente finalizado para a prescrição óptica do Telescópio Espacial Roman, como ele é mais suave do que o necessário, ele irá fornecer mais detalhes científicos do que foi originalmente planejado.

Agora, o espelho será montado para testes adicionais no laboratório da L3 Harris. Ele já foi testado de forma intensiva tanto em baixas temperaturas como em temperatura ambiente. Os novos testes serão feitos com o espelho preso na estrutura de suporte.

O espelho primário do Roman está completo, mas o trabalho ainda não acabou, todos estão esperando ver a missão desde o lançamento, e ansiosos para testemunhar as maravilhas que a missão poderá revelar.

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman é gerenciado no Goddard, com a participação do Jet Propulsion Laboratory da NASA e do Caltech/IPAC em Pasadena, na Califórnia, o Space Telescope Science Institute em Baltimore, e a equipe de ciência é composta por cientistas de instituições de pesquisa em todo os EUA.

Fonte:

[https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/primary-mirror-for-nasas-roman-space-telescope-completed]

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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