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Mudanças no Hubble Space Telescope:

melhorando o que já é muito bom


Você conhece o ditado popular: "Se melhorar, estraga"? Não é assim que pensam os cientistas da European Space Agency (ESA) e da National Aeronautics and Space Administration (NASA). Responsáveis pelo lançamento e operação do Hubble Space Telescope (HST), um dos maiores sucessos científicos dos últimos tempos, a ESA e a NASA, pela terceira vez, estão realizando uma missão espacial com o objetivo de melhorar os equipamentos do Hubble Space Telescope.


O sucesso do Huble Space Telescope

Lançado em 1990, o Telescópio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope) não é, ao contrário do que muitos pensam, um projeto apenas norte-americano. O HST é um projeto de cooperação internacional entre a ESA e a NASA. Esta parceria, assinada no dia 7 de outubro de 1977, garante aos astrônomos europeus acesso a 20% do tempo de observação do HST.

Com 12 anos de idade o Hubble Space Telescope tem revelado àqueles interessados em astronomia, profissionais ou não, incríveis descobertas científicas. Durante este período, o HST obteve 420000 fotografias de objetos astronômicos e observou mais do que 17000 objetos astronômicos. Para o público geral as imagens obtidas pelo HST tem mostrado um Universo digno dos melhores artistas de ficção científica. Pilares gasosos, indescritíveis nebulosas planetárias, galáxias em interação e a fantástica imagem-mosaico de um Universo ainda bem primitivo, o "deep space field".

O impacto científico do HST é fenomenal. Aos astrônomos profissionais as insuperáveis imagens do HST revelaram um universo ainda desconhecido, desafiando-os com mais perguntas do que respostas. As questões levantadas pelo HST abriram um leque incrível de desafios científicos para os cientistas.


Se está tão bom prá que mudar?

Ocorre que a tecnologia usada pelo HST também tem tido um incrível desenvolvimento ao longo dos 12 anos de uso do telescópio espacial. As fantásticas contribuições do HST só foram possíveis a partir de uma cuidadosa estratégia de manutenção e atualização dos seus equipamentos durante este período. A ESA e a NASA desenvolveram uma política de, a cada dois ou tres anos, realizar mudanças nos equipamentos do HST com o objetivo de mantê-lo com o que há de mais sofisticado e moderno em termos de detectores, câmeras e periféricos eletrônicos e mecânicos.

Durante o seu tempo de vida, o HST já teve várias visitas. Em 1993, 1997 e 1999, astronautas a bordo do Space Shuttle realizaram arriscadas missões espaciais de abordagem e troca de equipamentos do telescópio espacial. A missão realizada em 1999, originalmente planejada como uma missão única, acabou sendo dividida em duas partes, chamadas de 3A e 3B. A parte 3A foi feita com urgência no final de 1999 tendo em vista a necessidade de trocar os giroscópios do HST, responsáveis pela sua estabilidade em órbita. No dia 1 de março de 2002, exatamente às 11 horas e 22 minutos, o Space Shuttle Columbia foi lançado para realizar a parte 3B desta missão, a troca de vários equipamentos científicos e manutenção técnica preventiva. A imagem ao lado mostra o momento exato em que o Columbia iniciava a sua missão.


O que vai ser feito

Difícil, delicada seriam bons adjetivos para descrever a missão dos astronautas do Space Shuttle que farão as mudanças no HST. Nos próximos 11 dias os sete astronautas do Space Shuttle Columbia realizarão a mais ambiciosa missão já realizada no Hubble Space Telescope. São vários serviços que exigirão extensas caminhadas espaciais e um duro trabalho. Os principais serviços científicos serão:

  • colocação de uma nova câmera digital - a ACS - para ampliar a visão do Hubble Space Telescope

  • recolocação do Nicmos - Near Infrared câmera and Multi-Object Spectometer


A nova câmera do HST: Advanced câmera for Surveys (ACS)

A nova câmera a ser colocada no HST faz parte de um conjunto de novos intrumentos designado como "terceira geração do HST". Esta nova câmera, a ACS, é uma das mais importantes substituições a serem feitas no HST. Ela deverá substituir a espetacular Wide Field and Planetary câmera (WFPC2) que foi extremamente bem sucedida. O campo de visão da ACS é, aproximadamente, duas vezes maior do que o da WFPC2 e, com sua super qualidade de imagem e altíssima sensitividade, aumentará o poder de resolução do HST por um fator de 10! Uma das grandes vantagens da ACS é que, graças ao seu tamanho, irá permitir o mapeamento de grandes áreas do céu com muitos detalhes, o que é fundamental para a cosmologia.




Por ser uma câmera com alta eficiência em um intervalo de comprimentos de onda que se extendem do ultravioleta, passando pelo visível e indo até o infravermelho próximo a ACS estará apta a revelar galáxias e aglomerados de galáxias existentes em uma época quando o Universo ainda muito jovem. A distribuição destes objetos é fundamental para que os cientistas descubram os processos de evolução do Universo.
Na verdade a ACS é composta por três sub-instrumentos, três arrojadas câmeras eletrônicas com um complemento de filtros que detectam radiação eletromagnética do ultravioleta até o infravermelho próximo, ou seja, de 1200 a 10000 Ångstrons:

  • Wide Field câmera: câmera no infravermelho próximo e no óptico de amplo campo e alta eficiência.

  • High Resolution câmera: câmera desenvolvida para obter imagens extremamente detalhadas, em alta resolução, de objetos complexos tais como o centro de galáxias com buracos negros de grande massa, aglomerados estelares e nebulosas gasosas. esta câmera também funciona como um coronógrafo capaz de melhorar, por um fator de 10, o contraste das imagens obtidas com o HST perto de fontes brilhantes.

  • Solar Blind câmera: câmera capaz de bloquear a luz visível para permitir que a fraca radiação ultravioleta possa ser registrada. Isto permitirá o estudo de modelos de atmosferas em outros planetas e das auroras que já foram registradas em Júpiter.
A ACS foi construída por um conjunto de centros de excelência dos Estados Unidos e da Europa, destacando-se a Johns Hopkins University, Goddard Space Flight Center, Ball Aerospace Corporation e Space Telescope Science Institute.


Um retorno ansiosamente esperado: Nicmos

O Nicmos é um instrumento de observação no infravermelho, com altíssima definição, e que foi originalmente instalado no HST na segunda missão de serviços, em fevereiro de 1997. Por operar no infravermelho, o Nicmos deveria ser esfriado a uma temperatura muito baixa de forma que o seu próprio calor não prejudicasse as observações feitas com ele. Infelizmente este sistema de refrigeração deu defeito e em janeiro de 1999 o nitrogênio usado na sua refrigeração evaporou e o equipamento teve que ser desligado.

A nova missão deverá instalar um novo tipo de sistema de esfriamento que baixará a temperatura do Nicmos para 77 K, cerca de -196o C. Este novo equipamento, chamado Nicmos CryoCooler - NCC, é um super quieto resfriador que usa microturbinas dotadas da velocidade surpreendentemente alta de mais de 400000 rotações por minuto! Este novo sistema irá "acordar" o Nicmos e ampliar sua vida por vários anos. Os astrônomos aguardam ansiosos os surpreendentes resultados científicos que surgirão a partir do uso contínuo deste fantástico equipamento.


Outras mudanças importantes

  • colocação de novos painéis solares:
    os atuais painéis solares do HST já são um segundo conjunto. Os painéis originais foram substituídos em dezembro de 1993 durante a primeira missão de serviços no HST. Este segundo conjunto já está em serviço há sete anos e tem desempenhado sua missão com maestria. No entanto, o espaço não é um ambiente tranquilo e os painéis deterioraram-se muito graças ao impacto de resíduos deixados em seu caminho e aos efeitos da radiação solar. Os novos painéis, um orgulhoso trabalho desenvolvido pela ESA, são mais rígidos, menores e mais robustos. Isto reduzirá as vibrações do HST, permitindo exposições mais longas de suas câmeras e, conseqüentemente, imagens mais nítidas. Seu tamanho menor diminui o atrito com a atmosfera superior da Terra e sua maior eficiência permitirá que mais instrumentos do HST possam ser usados simultaneamente pelos cientistas.

  • substituição da Power Control Unit (Unidade de Controle de Potência):
    A unidade de controle de potência atualmente em uso no HST ainda é a original. Após 11 anos de uso, pela primeira vez o HST será completamente desligado para que ela possa ser substituída por uma unidade mais moderna e mais poderosa.

  • uma nova cobertura para o HST:

    A parte exterior do HST é revestida por uma série de "cobertores térmicos", chamados de "Multi Layer Insulation (MLI)" que mantém o telescópio termicamente isolado e protegido. Este revestimento está mostrando sinais de danos e deterioração devido a colisões com resíduos, tais como restos de foguetes e pedaços pequenos de velhos satélites, que estão em órbita em torno da Terra. A troca deste revestimento, iniciada na missão de serviço 3A em 1999, deverá ser terminada agora antes que partes destes resíduos possam danificar o telescópio orbital.


Uma outra tarefa importante a ser realizada pela tripulação do Space Shuttle nesta missão é dar um pequeno "empurrãozinho" no HST de modo que ele retorne para uma órbita mais alta. O HST está em órbita a 600 km de altura e, embora a atmosfera da Terra seja bastante rarefeita nesta altitude, ela não é um vácuo perfeito. Isto significa que sempre há atrito e o HST perde altitude. Inicialmente ele estava a 615 km da Terra e já chegou a estar a 580 km, o que mostra que se a altitude não for restaurada, o satélite será atraido para a Terra e, conseqüentemente destruído. O HST não possui propulsão própria. A única maneira dele voltar a uma órbita alta é, durante as missões de serviço, o Space Shuttle dar um leve empurrãozinho no HST fazendo com que ele se afaste do nosso planeta. Isto já foi feito antes. Em 1993, o HST foi empurrado 8 km para cima e em 1997 seu "reboque" foi de 15 km.


Onde saber mais sobre a missão

Se você quer acompanhar a missão do Space Shuttle, inclusinclusive com videos da operação e das caminhadas espaciais, vá para o site oficial do Hubble Project, Servicing Mission 3B em http://sm3b.gsfc.nasa.gov

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