Novo telescópio espacial da Nasa conclui arriscado desdobramento

O telescópio mais poderoso já enviado ao espaço sobreviveu à parte mais arriscada de sua missão: uma implantação difícil que envolvia centenas de etapas potencialmente fatais. Desde seu lançamento no Natal de 2021, o telescópio espacial James Webb (TEJW), de US$10 bilhões, girou, esticou e balançou seus membros para chegar à sua configuração final – uma transformação complicada realizada enquanto viaja para um lugar no espaço a um milhão de quilômetros de distância da Terra.

Para os cientistas e engenheiros que trabalham na missão e para os entusiastas do espaço que a acompanham, foram 15 dias tensos. O telescópio tinha que executar cada passo com perfeição e, embora os engenheiros tivessem cuidadosamente coreografado a manobra aqui na Terra, não dava para dizer como o observatório realmente funcionaria quando chegasse ao espaço. Um erro no desdobramento e a missão poderia ter tido um fim prematuro – e devastador. Mas, em 8 de janeiro, o espelho primário do telescópio terminou de se desdobrar, marcando o fim da sequência de implementação.

Nos próximos cinco meses, as equipes devem testar e ajustar o observatório para prepará-lo para as primeiras observações científicas. Uma vez configurado, o telescópio terá a capacidade de observar o universo ao longo do tempo cósmico, capturando imagens de objetos que se formaram há mais de 13 bilhões de anos. Sua missão é contar a história do universo – olhar para trás no tempo e estudar o cosmos criança, um reino escaldante de radiação e caos do qual estrelas, galáxias, planetas e pessoas de alguma forma emergiram.

Em duas semanas, o telescópio chegará ao seu destino final, um ponto no espaço conhecido como L2, quatro vezes mais distante da Terra do que a Lua. E após um lançamento quase perfeito, o TEJW pode acabar estudando o universo por muito mais tempo do que sua vida oficial de 10 anos.

É um começo promissor para uma missão que enfrentou vários obstáculos. Originalmente programado para ser lançado em 2007, o TEJW sofreu com vários atrasos, orçamento cada vez maior, ameaças de cancelamentos e controvérsias sobre o diretor da Nasa que dá nome ao telescópio. Após décadas de trabalho, o observatório finalmente verá a luz dos primeiros dias do universo.

“É uma equipe que lutou ao longo do tempo, mas veja a incrível perfeição que eles alcançaram”, diz o administrador associado da Nasa, Thomas Zurbuchen. “As pessoas precisam entender o quão difícil é. É muito, muito, muito difícil, e o que estamos vendo é realmente a história sendo feita.”

Um passeio de foguete para a órbita

O mais novo carro-chefe da Nasa voou em direção ao céu em 25 de dezembro, no topo de um foguete Ariane 5 lançado de Kourou, na Guiana Francesa. Cerca de 27 minutos depois, o TEJW se desconectou suavemente da parte superior do foguete, equipado com uma câmera que registrou o observatório se afastando. Nessas imagens, o instrumento gigantesco brilha diante da escuridão do espaço, apenas invadido pelo arco azul e curvo do nosso planeta.

Essa foi a última vez que os humanos puderam ver o TEJW em detalhes, embora os astrônomos tenham rastreado seus sutis pontos de luz  durante a jornada para L2.

Pouco antes de navegar além da visão da câmera, o TEJW estendeu seu painel solar  e começou a coletar energia solar. Sem esse primeiro passo crucial, não haveria missão. “Sem energia, você não pode fazer muito”, disse o engenheiro de implantação da Nasa, Alphonso Stewart em 4 de janeiro.

No entanto, mesmo quando o nervosismo do lançamento diminuiu, cientistas e engenheiros sabiam que a parte mais difícil da jornada ainda estava por vir.

Instalação do telescópio James Webb

Totalmente implantado, o TEJW tem cerca de três andares de altura e seu protetor solar cobriria a maior parte de uma quadra de tênis. O telescópio é tão grande que não poderia fazer a viagem ao espaço em sua configuração final.

Os engenheiros dobraram o espelho primário de 6,5 metros de largura, embrulharam o espelho secundário menor e guardaram, enrolado, o para-sol de 21 metros. Essa delicada faixa de cinco camadas de material ajuda a manter os instrumentos científicos refrigerados a menos de 388ºF, permitindo-lhes espionar os fracos sinais infravermelhos das primeiras estrelas e galáxias – e não captar o calor do próprio telescópio.

“O para-sol é uma das coisas mais complicadas que colocamos no espaço, e tinha que ser assim”, diz Jane Rigby, da Nasa. “Quando você olha para os requisitos científicos e para o que a ciência precisa que a engenharia faça, isso o leva diretamente ao para-sol.”

Todos esses elementos armazenados precisaram ser bem embalados e travados para o lançamento, diz Rigby, para evitar que o telescópio se partisse em pedaços. Uma vez que o TEJW estava a caminho, ele começou a liberar todos os parafusos e implantar seus vários componentes – uma dança arriscada com 344 possíveis pontos de falha.

As equipes da missão trabalharam para resolver  alguns pequenos problemas desde o início – motores que estavam funcionando um pouco mais quentes do que o esperado; anomalias de energia ligadas ao painel solar –, e só depois disso chegou a hora das principais implementações. Entre elas, desenrolar o protetor solar foi a mais desafiadora. Ele precisava ser desdobrado e esticado, camada por camada, sem grudar ou prender, como se fosse um veleiro – exceto que seria no espaço, por meio de robôs e sem margem para erro.

Passo a passo , tudo correu conforme o planejado. Parafusos destravados. As capas saíram. Ao longo de 26 horas, cabos, polias, acionadores e motores guiaram e esticaram essas cinco camadas finas em uma vela de seis pontas para proteger o telescópio do sol e da Terra. No controle da missão em Baltimore, na costa leste dos EUA, as equipes não podiam ver o processo acontecendo, mas sabiam quão bem estava indo com base na quantidade de corrente que os motores puxavam, com que força eles puxavam, por quanto tempo funcionavam e como o telescópio respondia.

Ao meio-dia de 4 de janeiro , a instalação do protetor solar foi declarada um sucesso. Esta é a primeira vez que alguém instalou um sistema como esse no espaço, disse Stewart. “Primeira vez e nós acertamos.”

"QUE DIA." Rigby escreveu por e-mail naquela noite. "Estou tão aliviada."

Em seguida, o espelho secundário do telescópio, que é essencial para focar toda a luz coletada nos detectores, foi implantado e travado em seu lugar . Sem ele, o olho do telescópio seria apenas um grande espelho de berílio revestido de ouro flutuando no espaço.

Finalmente, em 8 de janeiro, as enormes asas do espelho primário terminaram de se desdobrar e também travaram em seu lugar. “Temos um observatório TEJW totalmente instalado”, anunciou Carl Starr, gerente de operações da missão, quando começaram as comemorações no controle da missão.

O futuro do telescópio espacial dourado

Enquanto o TEJW continua sua jornada para L2, cientistas e engenheiros preparam o telescópio para observar o cosmos. Eles também prenunciam uma missão que pode durar muito mais do que os 10 anos originalmente previstos. O Ariane 5 entregou o TEJW tão perfeitamente em órbita que o telescópio só precisou gastar uma pequena quantidade de combustível para definir curso até L2. Uma vez lá, o TEJW precisará queimar combustível regularmente para permanecer em órbita, mas agora a espaçonave tem mais combustível no tanque do que o esperado.

Embora o combustível não seja o único fator que pode limitar a vida útil da missão, ele é um grande problema. Por enquanto, a Nasa não vai definir um tempo exato que esse combustível vai durar, mas os gerentes estão otimistas.

“Sabemos que temos muito mais combustível do que para os 10 anos planejados”, diz o diretor do programa TEJW, Greg Robinson. “O que não sabemos daqui para frente é como teremos que usar os propulsores e combustível para completar a fase de comissionamento. Portanto, seria muito prematuro dar um cálculo bruto … [mas] por enquanto, direi muito mais do que 10 anos.”

Há também a possibilidade de desenvolver uma missão de reabastecimento do TEJW, o que prolongaria significativamente a vida útil do telescópio.

Ao contrário do venerável Telescópio Espacial Hubble – que foi reparado várias vezes por astronautas – o TEJW estará muito longe para ser atendido por humanos. Mas Zurbuchen diz que desenvolver a tecnologia para uma missão de reabastecimento robótico é uma prioridade.

“Pedi à equipe que realmente analisasse o que poderíamos fazer – se há opções de manutenção – para o Webb”, diz Zurbuchen. A Nasa ainda não tem a tecnologia para reabastecer o TEJW, mas o telescópio foi projetado com vários recursos que podem tornar possível uma missão de manutenção: um tanque de combustível recarregável, protetores térmicos removíveis, alvos de orientação visual e pontos de fixação acessíveis.

Da mesma forma, o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman – o próximo grande observatório espacial da agência, que se juntará ao TEJW no L2 – também foi projetado para ser reparado. “Não se engane”, diz Zurbuchen. “Reabastecimento [e] manutenção é a direção estratégica para nossos grandes ativos. É realmente importante."

Não há como dizer exatamente o que o TEJW registrará quando puder observar o espaço, mas quanto mais seu olhar permanecer em galáxias antigas, mundos alienígenas, estrelas pulsantes ou até mesmo luas em nosso próprio sistema solar, maior a probabilidade de descobrirmos algo que nem imaginávamos.