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Dentro do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, o próximo grande observatório da NASA
A NASA está a poucos dias de lançar seu próximo grande observatório espacial.
O Telescópio Espacial Romano Nancy Grace é pronto para decolar 30 de agosto a bordo de uma SpaceX Falcão Pesado foguete do Centro Espacial Kennedy, na Flórida, rumo a um local a cerca de 930.000 milhas (1,5 milhão de quilômetros) de Terra.
Ao contrário do Telescópio Espacial James Webbque troca vistas panorâmicas por um campo de visão estreito para observar profundamente pequenas áreas específicas do céu, Roman foi construído para escala. Seu campo de visão é 100 vezes maior que o Telescópio Espacial Hubble‘s, o que significa que apenas nos cinco anos da sua missão principal programada, irá capturar mais de 50 vezes mais céu do que o Hubble capturou nos seus primeiros 30 anos. Com esse tipo de alcance, espera-se que Roman mapeie cerca de 20 mil milhões de estrelas, meça a luz de mais de mil milhões de galáxias e descubra até 200 mil novos exoplanetas, de acordo com o estudo. NASA.
Os instrumentos que tornarão esta missão possível estão guardados dentro do observatório que, curiosamente, parece um helicóptero congelado em pleno voo. Com uma extremidade frontal em forma de nariz que alberga o telescópio, um par de painéis solares planos estendidos para cada lado e uma antena colocada no topo, a semelhança acaba por ser uma forma prática de compreender os instrumentos-chave que tornam possível a missão de Roman.
O telescópio
Assim como o nariz de um helicóptero contém instrumentos críticos de navegação e visibilidade, a frente do Roman abriga o telescópio, que capta a luz das estrelas e a envia para os instrumentos científicos atrás.
No coração do telescópio está um espelho primário de 2,4 metros de diâmetro, do mesmo tamanho do Hubble, enquanto um espelho secundário menor, com pouco menos de 0,5 metros de largura, fica na frente. Ambos os espelhos são mantidos frios, resfriados a cerca de 19 graus Fahrenheit (-7 graus Celsius), para evitar que o calor do próprio telescópio interfira nas observações, de acordo com NASA.
O telescópio também é mantido em ótimas condições ópticas de funcionamento com a ajuda da Deployable Aperture Cover, ou DAC. Localizada bem na frente do Roman, esta sombra em forma de chapéu se abre quando o observatório atinge a órbita, bloqueando a entrada de luz dispersa no corpo do telescópio e ajudando a proteger a óptica sensível do telescópio durante toda a missão.
Escudo solar de matriz solar
As asas de um helicóptero se pareceriam muito com os painéis planos estendidos em ambos os lados do Roman – exceto que esses painéis são construídos para fornecer energia, não para sustentação.
O Solar Array Sun Shield, ou SASS, consiste em seis painéis solares. Dois permanecem fixos na espaçonave, enquanto mais quatro se desdobrarão depois que Roman atingir a órbita. Inclinado em direção ao sol, o conjunto gera a eletricidade necessária para alimentar o observatório. Também lança sombra sobre grande parte da nave espacial, ajudando a manter os instrumentos sensíveis nas baixas temperaturas de que necessitam para operar.
O instrumento de campo amplo
O carro-chefe da missão é o Wide Field Instrument, da WFI, que é essencialmente uma câmera infravermelha gigante com tanta potência e sensibilidade que cada imagem captura uma fatia do céu maior que a lua cheia vista da Terra.
Isso é possível graças a um mosaico de 18 detectores dispostos em arco, cada um contendo mais de 16 milhões de pixels, que coletam luz de fontes astronômicas e a convertem em sinais elétricos que podem, em última análise, ser transformados em imagens. Como cada imagem cobre um campo de visão enorme, os cientistas esperam que praticamente todas as exposições estejam repletas de informações.
Os dados ajudarão os cientistas a descobrir novos insights sobre sistemas planetários em torno de outras estrelas e a mapear como a matéria está estruturada e distribuída por todo o cosmos, oferecendo novas pistas sobre a natureza indescritível da matéria. energia escura.
O Coronógrafo
O coronógrafoapelidado de “Óculos estrelados,” foi concebido para bloquear o brilho das estrelas para que os planetas que as orbitam possam aparecer – incluindo aqueles muito mais fracos do que os que os cientistas conseguem ver atualmente.
O instrumento funciona por meio de dois espelhos deformáveis equipados com milhares de minúsculos atuadores. À medida que a luz das estrelas flui através do telescópio, esses atuadores remodelam sutilmente os espelhos em tempo real, corrigindo imperfeições na óptica do telescópio menores que a largura de uma fita de DNA. Máscaras especializadas trabalham ao lado dos espelhos para suprimir a forma como a luz se curva em torno das bordas internas, de modo que, juntos, o sistema escurece dramaticamente o brilho de uma estrela, ao mesmo tempo que permite que parte da luz muito mais fraca de um planeta em órbita brilhe.
“Penso nisso como fazer mágica com a física”, disse Julie McEnery, cientista sênior do projeto Roman, durante uma reunião. conferência de imprensa em julho. Estamos aproveitando as propriedades ondulatórias da luz para cancelar a luz de uma estrela, para que possamos visualizar planetas próximos a ela.”
Os cientistas esperam que esta capacidade permita que Roman obtenha imagens diretas de planetas do tamanho de Júpiter em torno de estrelas semelhantes ao Sol, bem como capture imagens nítidas de sistemas planetários incipientes ainda rodeados pelos discos de poeira onde os planetas estão a formar-se.
Como bônus, todo o instrumento também funciona como campo de provas para futuras missões, incluindo a planejada da NASA Observatório de Mundos Habitáveisque visa obter imagens diretas de planetas semelhantes à Terra em torno de estrelas próximas.
Antena de alto ganho
No lugar do rotor de um helicóptero está a antena no topo de Roman. A antena parabólica de alto ganho, ou HGA, de aproximadamente 1,8 metros (6 pés), é o link de comunicação do observatório com a Terra, lidando com dados de rotina de espaçonaves, bem como downloads de dados científicos em alta velocidade. O objetivo é transmitir informações para casa a velocidades de até 500 megabits por segundo.
Gimbals motorizados permitem que a antena gire e permaneça travada nas estações terrestres mesmo quando Roman se vira para observar diferentes partes do céu, garantindo que as enormes quantidades de dados coletados pelo telescópio possam voltar para Terra.
Se tudo correr como planeado, assim que Roman estiver na sua estação no espaço, o Ponto Lagrange 2 (L2), estes componentes juntos darão ao observatório a amplitude e a precisão necessárias para o seu ambicioso levantamento do universo, desde o mapeamento de milhares de milhões de galáxias até à caça de planetas distantes e à investigação de um dos maiores mistérios da cosmologia, a energia escura.
