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Quinta-feira, Agosto 18, 2022

Como focar um telescópio espacial de seis toneladas

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Focando um de seis toneladas, Telescópio espacial de US$ 10 bilhões não é tão simples quanto girar o anel de foco ou deixar o foco automático fazer o seu trabalho. Requer várias etapas de alinhamento e calibração. Esse processo parece estar indo bem, no entanto, para o novo Telescópio Espacial James Webb (JWST), lançado no final de dezembro de 2021. A NASA acaba de concluir a fase 3 do processo de alinhamento de 7 fases, e as fotos já começam a ficar interessantes!

O que é o Telescópio Espacial James Webb?

Enquanto não é um substituto para o Telescópio Espacial Hubble, o JWST é basicamente seu sucessor. É significativamente maior e se concentrará na observação da luz infravermelha para olhar mais longe no espaço e mais para trás no tempo.

Em vez de orbitar a Terra, está a 1,5 milhão de quilômetros de distância na L2 “Ponto de Lagrange” onde a gravidade da Terra e do Sol se combinam para mantê-lo travado em uma órbita semelhante à nossa, apenas mais distante. Isso tudo para que ele possa ficar frio e deixar seus instrumentos infravermelhos observarem os confins mais profundos e mais antigos do universo.

O JWST foi lançado no dia de Natal do ano passado e, apesar de centenas de maneiras possíveis, tudo poderia terminar em desastrechegou ao seu destino final em 24 de janeiro de 2022.

Por que o JWST precisa ser alinhado?

O JWST usa 18 segmentos de espelho primários. Todos eles precisam estar perfeitamente alinhados dentro de uma fração do comprimento de onda da luz (~ 50 nanômetros) para que funcionem juntos como um único telescópio, em vez de 18 telescópios separados. (O JWST usa segmentos de espelho porque um único espelho combinado seria muito grande para qualquer foguete na Terra lançar.)

Para contextualizar isso, NASA diz:

“Se o espelho primário do Webb fosse do tamanho dos Estados Unidos, cada segmento seria do tamanho do Texas, e a equipe precisaria alinhar a altura desses segmentos do tamanho do Texas com uma precisão de cerca de 1,5 polegadas. ”

Como você focaliza um telescópio espacial?

Uma foto tirada pelo JWST após a fase 2 de seu processo de calibração de 7 estágios.
Uma foto tirada pelo JWST após a fase 2 de seu processo de calibração de 7 estágios. NASA/STScI

Relacionado: 17 fotos do novo Telescópio Espacial James Webb

O alinhamento do JWST é um processo de três meses e 7 fases:

  1. Identificação da imagem do segmento
  2. Alinhamento do Segmento
  3. Empilhamento de imagens
  4. Faseamento grosseiro
  5. Faseamento Fino
  6. Alinhamento do telescópio sobre os campos de visão do instrumento
  7. Iterar Alinhamento para Correção Final

A equipe, até agora, completou as fases 1, 2 e 3 usando o Câmera de infravermelho próximo (NIRCam).

Antes da fase 1, o NIRCam viu 18 pontos difusos separados quando foi apontado para HD 84406, uma estrela brilhante e isolada. A equipe da NASA nem sabia qual ponto correspondia a qual segmento de espelho, então seu primeiro trabalho foi mexer nas coisas e descobrir. Essa foi a fase 1, Identificação de Imagem de Segmento.

Uma foto tirada pelo JWST após a fase 3 de seu processo de calibração de 7 estágios.
Durante a terceira fase de alinhamento, conhecida como Image Stacking, as imagens de segmentos individuais são movidas para que caiam precisamente no centro do campo para produzir uma imagem unificada em vez de 18. Nesta imagem, todos os 18 segmentos estão em cima uns dos outros . Após futuras etapas de alinhamento, a imagem ficará ainda mais nítida. NASA/STScI

Uma vez que eles sabiam qual ponto difuso era qual espelho, eles iniciaram a fase 2, Alinhamento do Segmento, e corrigiram o maior dos erros de posicionamento. Embora não totalmente em foco, os pontos estavam um pouco nítidos.

A Fase 3, Empilhamento de Imagens, foi concluída na semana passada. É quando os segmentos espelhados são movidos para que todos os 18 pontos se sobreponham. Eles ainda estão um pouco fora de foco, mas agora os segmentos estão começando a funcionar como um telescópio unificado.

O que vem a seguir para o JWST?

Pessoalmente, adoro essas fotos estranhas, abstratas e científicas, mas há muito mais por vir.

Nas fases 4 e 5, a NASA alinhará os espelhos para que fiquem “em fase” ou todos focados na mesma coisa.

Na fase 6, a equipe alinhará todos os outros instrumentos com o telescópio (já que eles estão usando apenas o NIRCam no momento).

Finalmente, na fase 7, quaisquer pequenos ajustes e ajustes restantes serão feitos.

Em algum momento dessas quatro fases finais, as fotos que recebemos do JWST serão menos arte abstrata e mais reveladoras. E depois disso, a missão do JWST realmente começará.





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