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O Telescópio Espacial James Webb completamente montado no Centro Goddard da NASA durante a fase de testes. Créditos: NASA/Chris Gunn.
O Natal do ano de 2021 foi muito especial para a Astronomia, finalmente e depois de 20 anos de desenvolvimentos, dúvidas, progressos, alterações e adiamentos, o Telescópio Espacial James Webb, o sucessor do Telescópio Espacial Hubble, foi lançado ao espaço desde a Guiana Francesa num foguete Arianne 5, da Agência Espacial Europeia. Quatro meses depois da data inicial, em 1º de maio de 2022, foi oficialmente anunciado que seus espelhos estão completamente alinhados e o sistema ótico em foco, culminando assim a fase chamada de comissionamento de engenharia. No entanto, ainda faltam dois meses mais até que as primeiras imagens científicas sejam divulgadas.
Mas, vamos começar com o porquê de um telescópio espacial. Embora nossas noites sejam estreladas e os dias cheios da luz solar, a verdade é que a atmosfera, essa camada de gás sobre a superfície terrestre que apenas se manifesta pelo vento e a chuva, atrapalha as observações de altíssima precisão dos telescópios modernos. Para observar objetos muito fracos, a exposição necessária pode chegar à escala de horas ou dias. Os telescópios em solo mais modernos aplicam técnicas pró-ativas para diminuir o efeito da atmosfera nas imagens. Mas quando a fonte é muito fraca mesmo, a energia pode ser completamente absorvida no percurso e nada chega no telescópio. Aí, não há técnica que possa recuperar a imagem. Um telescópio no espaço, por sua vez, pode ficar horas e dias apontando em direção de uma estrela, exoplaneta, galáxia etc., acumulando os poucos fótons que chegam de lá – porque eles não são absorvidos – até formar uma imagem. A foto abaixo mostra um desses campos profundos observado pelo Telescópio Espacial Hubble.
O Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990 e ainda em funcionamento, foi um marco nesta história. Ele foi desenhado nos anos 1970s e trata-se de um telescópio de 2,5 m de abertura, bastante normal até para os parâmetros de sua época. Seus espelhos estavam preparados para observar na região espectral chamada visível, ou seja, aquela que nossos olhos captam. E seu espelho principal estava formado por uma peça única. Ele poderia muito bem ser instalado em um observatório na Terra. Este aspecto limitou muito o tamanho máximo do telescópio por causa do peso. Também limitou a sua órbita, que fica em torno da Terra a 540 km de altura, o que resulta em um período de aproximadamente 95 minutos. Assim, ele pode focar num corpo celeste por, no máximo, uns 25 a 30 minutos, depois o corpo fica atrás da Terra até a próxima órbita.
O James Webb nasceu com a intenção de melhorar o Hubble. Em primeiro lugar, é bem maior, sua abertura é de 6,5 m. Em segundo lugar, o espelho principal é segmentado, formado por 18 painéis independentes que ficam na posição correta por meio de braços metálicos controlados por micro-motores. Assim, o espelho pode ser dobrado e colocado dentro de um foguete. Por último, o sistema ótico está otimizado para observar no infravermelho: comprimentos de onda entre 0,6 µm (vermelho) a 27 µm (infravermelho distante). O menor tamanho e peso possibilitou também que sua órbita seja em torno de um ponto no espaço entre a Lua e a Terra, chamado Lagrange 2, onde as forças gravitacionais são mínimas e a Terra não atrapalha as observações (embora o Sol sim). Também significa que se tiver qualquer problema técnico não será possível fazer uma viagem para consertá-lo, tudo teve que ser previsto antecipadamente com planos A, B, C, D…
E agora chegamos ao motivo deste artigo: em 1º de maio de 2022, os administradores do telescópio publicaram nas redes que o James Webb completou satisfatoriamente a fase de alinhamento de seu sistema ótico, obtendo belíssimas imagens. A performance do telescópio está acima das espectativas moderadas, ou seja, está funcionando no limite de sua capacidade. A comprovação está na foto abaixo.
Finalizada esta etapa, começa o comissionamento de cada instrumento separadamente. Cada um deles deverá verificar sua performance, seus sistemas de calibração etc. Aproximadamente dois meses deve levar essa fase. Na segunda metade do ano de 2022, começarão as observações astronômicas propostas por cientistas do mundo inteiro e selecionadas por um painel de especialistas.
E logo mais virão as grandes descobertas. Podem acreditar.
Alguns links de interesse: Telescópio Espacial Hubble, Telescópio Espacial James Webb
Quem foi James Webb? O nome do novo telescópio espacial é uma homenagem a um dos primeiros administradores de NASA e não a um cientista como outros telescópios espaciais (Hubble, Spitzer, Planck etc). A decisão foi tomada em 2004, por Sam O’Keefe, então diretor da NASA. James Webb teve uma participação crucial no desenvolvimento astronáutico dos anos 1960. Sem sua capacidade de gestão, os EUA nunca teriam conseguido cumprir com o prometido por J.F. Kennedy de pousar na Lua antes da década terminar. Muito ao seu pesar, o presidente Nixon o tirou do comando da NASA poucos meses antes da missão que coroou a aventura espacial norte-americana: Apollo 11. Aliás, sugestão aos nossos leitores: o filme de desenhos animados Apollo 10 1/2, do diretor Richard Linklater. Uma saudosa memória de um menino dos anos 1960 e a chegada do homen à Lua.