Telescópio James Webb: o aparelho7games baixar matchUS$ 10 bi que vai buscar as primeiras luzes do universo:7games baixar match

Eles vão fazer isso usando o maior telescópio já lançado no espaço: o Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla7games baixar matchinglês).

Com lançamento previsto para os próximos dias, o JWST tem a missão7games baixar matcholhar mais fundo no Universo — e, portanto, mais para trás no tempo — do que o lendário Telescópio Espacial Hubble, do qual será o sucessor.

Equipado com um espelho7games baixar match6,5 m7games baixar matchlargura e quatro instrumentos supersensíveis, o Webb ficará olhando por dias para um ponto restrito no céu a fim7games baixar matchdetectar a luz que viajou através da imensidão do espaço por mais7games baixar match13,5 bilhões7games baixar matchanos.

"Serão apenas pequenas manchas vermelhas", diz John Mather, cientista sênior do projeto JWST e ganhador do Prêmio Nobel.

"Achamos que deve haver estrelas, galáxias ou buracos negros, quem sabe, se formando 100 milhões7games baixar matchanos após o Big Bang. Não haverá muitos para serem encontrados naquela época, mas o telescópio Webb é capaz7games baixar matchvê-los, se eles estiverem lá e tivermos sorte", afirmou o pesquisador da Nasa, a agência espacial americana,7games baixar matchuma edição especial do programa Discovery do BBC World Service.

É surpreendente que você ainda seja capaz7games baixar matchtestemunhar tal coisa. Mas esta é a consequência7games baixar matcha luz ter uma velocidade finita7games baixar matchum cosmos vasto e7games baixar matchexpansão.

Se você continuar sondando cada vez mais fundo, deve acabar conseguindo recuperar a luz das estrelas pioneiras à medida que elas se agruparam nas primeiras galáxias.

Mas com que propósito? Por que passar 10 anos concebendo e outros 20 anos construindo uma máquina7games baixar matchUS$ 10 bilhões para detectar algumas manchas vermelhas fracas no céu?

Basicamente, tudo isso se resume à questão mais fundamental7games baixar matchtodas:7games baixar matchonde viemos?

Quando o Universo foi formado no Big Bang, continha apenas hidrogênio, hélio e um punhado7games baixar matchlítio. Nada mais.

Todos os elementos químicos da Tabela Periódica mais pesados ​​do que estes três tiveram que ser formados nas estrelas.

Todo o carbono que constitui os seres vivos; todo o nitrogênio na atmosfera da Terra; todo o silício nas rochas — todos estes átomos tiveram que ser "fabricados" nas reações nucleares que fazem as estrelas brilhar e nas poderosas explosões que acabam com7games baixar matchexistência.

Só estamos aqui porque as primeiras estrelas e suas descendentes semearam o Universo com o material para fazer as coisas.

"A missão do Webb é sobre a formação7games baixar matchtoda semelhança; é o argumento do 'somos todos feitos7games baixar matchpoeira estelar'", pondera Rebecca Bowler, astrônoma da Universidade7games baixar matchOxford, no Reino Unido, que é membro da equipe do instrumento NIRSpec (sigla7games baixar matchinglês para Espectrógrafo7games baixar matchinfravermelho próximo) do Webb.

"É sobre a formação do primeiro átomo7games baixar matchcarbono7games baixar matchtodos os tempos. É absolutamente incrível para mim que a gente possa realmente observar esse processo7games baixar matchandamento."

Não sabemos muito sobre as primeiras estrelas. Podemos aplicar as leis da física7games baixar matchmodelos7games baixar matchcomputador e executá-los para ter uma noção do que pode ser possível. E parece fantástico.

"As estimativas variam7games baixar matchuma ordem7games baixar match100 a 1.000 vezes a massa do nosso Sol", afirma Marcia Rieke, a principal pesquisadora do instrumento NIRCam (câmera7games baixar matchinfravermelho próximo) do Webb.

"E, na verdade, todas as estrelas seguem a regra7games baixar matchque o período7games baixar matchtempo7games baixar matchque podem existir como uma estrela é inversamente proporcional à7games baixar matchmassa — ou seja, quanto mais massiva uma estrela, mais rápido ela consome seu combustível. E assim essas estrelas primitivas podem ter durado apenas no máximo um milhão7games baixar matchanos ou algo assim."

Nosso próprio Sol parece bastante tímido7games baixar matchcomparação a elas. Já queimou por quase cinco bilhões7games baixar matchanos e provavelmente continuará queimando por mais cinco.

A ênfase na busca pela primeira luz das estrelas faz Webb soar como uma "flauta7games baixar matchuma nota só". Na verdade, é tudo menos isso.

Ele vai observar quase tudo que há para ver além da Terra — desde as luas geladas e cometas7games baixar matchnosso próprio Sistema Solar até os buracos negros colossais que parecem residir no centro7games baixar matchtodas as galáxias. E deve ser particularmente hábil para estudar planetas ao redor7games baixar matchoutros sóis.

O Webb foi sintonizado, no entanto, para olhar para todos os seus alvos7games baixar matchuma maneira muito particular...7games baixar matchinfravermelho.

O Hubble foi projetado para ser sensível à luz predominantemente7games baixar matchcomprimentos7games baixar matchonda ópticos ou visíveis. É o mesmo tipo7games baixar matchluz que detectamos com nossos olhos.

O Webb, por outro lado, está configurado especificamente para detectar comprimentos7games baixar matchonda mais longos, que, embora invisíveis aos nossos olhos, estão exatamente no modo7games baixar matchque o brilho dos objetos mais distantes do Universo vai aparecer.

"A luz das estrelas distantes é esticada pela expansão do Universo e muda para a região infravermelha do espectro. Chamamos isso7games baixar matchredshift (desvio para o vermelho)", explica Richard Ellis, astrônomo da University College London (UCL), no Reino Unido, que está ansioso para explorar o fim da "Idade das Trevas".

"O fator limitante que temos com o Hubble, por exemplo, é que ele não chega longe o suficiente no infravermelho para detectar o sinal da luz das estrelas que queremos. Também não é um telescópio particularmente grande. Tem sido uma instalação pioneira, sem dúvida. Fotos incríveis. Mas o diâmetro7games baixar matchseu espelho é7games baixar matchapenas 2,4 m, e a potência7games baixar matchum telescópio é dimensionada pelo quadrado do diâmetro do espelho. E é aí que entra o JWST. "

Foi o astrônomo William Herschel, do século 18, quem descobriu o infravermelho. Ele também revolucionou a produção7games baixar matchespelhos telescópicos.

Suas máquinas7games baixar matchpolimento à manivela conseguiam chegar a uma superfície refletiva superlisa7games baixar matchdiscos feitos a partir7games baixar matchuma liga7games baixar matchestanho e cobre.

Herschel teria apreciado a inovação usada na produção dos espelhos do Webb.

Eles são feitos7games baixar matchmetal berílio, que é leve e mantém7games baixar matchforma7games baixar matchtemperaturas muito baixas. E possuem um revestimento7games baixar matchouro. É uma camada extremamente fina, com apenas algumas centenas7games baixar matchátomos7games baixar matchespessura, mas essa adição transforma os espelhos7games baixar matchrefletores quase perfeitos no infravermelho.

Noventa e oito por cento da luz incidente é refletida, garantindo que a emissão7games baixar matchestrelas distantes sofra perdas mínimas quando chega aos instrumentos do Webb.

Qualquer pessoa que tenha visto o espelho principal segmentado7games baixar match6,5 m do telescópio atestará7games baixar matchqualidade hipnotizante. Mesmo aqueles que trabalharam nele por duas décadas nunca se cansam7games baixar matchsua beleza.

"Houve um tempo7games baixar matchque o espelho estava apontado para baixo e eu tinha que passar por baixo dele para fazer uma inspeção", lembra Lee Feinberg da Nasa, que liderou a equipe responsável pelos espelhos do Webb.

"Então, lá estava eu ​​com meu macacão7games baixar matchsegurança, olhando para todas aquelas superfícies7games baixar matchouro e me vendo sendo refletido7games baixar matchvolta. Foi realmente incrível — todas aquelas superfícies focando7games baixar matchmim. Tive uma sensação incrível7games baixar matchenergia estando no centro daquilo tudo. "

O Hubble notoriamente teve um grande problema com seu espelho principal.

Quando o telescópio entrou7games baixar matchórbita7games baixar match1990, os cientistas perceberam que o refletor não havia sido polido corretamente. Suas imagens iniciais das galáxias eram borradas.

Só depois que os astronautas conseguiram instalar lentes corretivas que o Hubble começou a ver o cosmos com clareza. E talvez não sem razão, é por causa desta experiência que todos questionam se o espelho do Webb tem garantia7games baixar matchperfeição.

Agosto7games baixar match2017 foi o mês7games baixar matchque o furacão Harvey devastou o Texas, despejando surpreendentes 127 bilhões7games baixar matchtoneladas7games baixar matchágua7games baixar matchchuva sobre o Estado americano.

É digno7games baixar matchnota porque no meio daquele dilúvio, o Webb estava7games baixar matchHouston, no Centro Espacial Johnson da Nasa, passando por testes cruciais que provariam que7games baixar matchóptica estava apta a ir para o espaço.

Os engenheiros haviam colocado o telescópio no simulador espacial que foi usado na década7games baixar match1960 para inspecionar os equipamentos da Apollo e até mesmo astronautas com trajes espaciais.

A Câmara A, como é conhecido o recipiente a vácuo, tem um volume gigantesco e foi capaz7games baixar matchengolir o telescópio inteiro (sem a proteção solar).

O objetivo do teste7games baixar matchtrês meses era levar o Webb à7games baixar matchtemperatura operacional no espaço7games baixar matchpouco menos7games baixar match-233° C, para ver se todos os seus espelhos focalizariam conforme o planejado.

Também daria às equipes que estavam trabalhando nos quatro instrumentos do Webb a chance7games baixar matchver como seus sistemas funcionavam numa simulação das condições fora deste planeta.

Por causa do furacão Harvey, os consoles7games baixar matchcomputador que dialogavam com o telescópio Webb dentro da Câmara A, às vezes, precisavam ser cobertos por uma lona7games baixar matchplástico para protegê-los do risco7games baixar matchpingar água do teto.

Mas escondido atrás das espessas paredes do módulo a vácuo, o Webb7games baixar matchsi estava seguro e demonstrando que não tinha nenhum "problema estilo Hubble".

"Os segmentos no espelho principal possuem atuadores atrás deles que nos permitem movê-los, até mesmo mudar7games baixar matchcurvatura", explica Lee Feinberg.

"Quando implantados pela primeira vez no espaço, esses segmentos ficarão desalinhados. Mas todos esses atuadores nos levarão7games baixar matchum desalinhamento7games baixar matchmilímetros para apenas nanômetros. Um fator7games baixar matchmelhoria7games baixar matchum milhão."

Esses atuadores farão com que os 18 segmentos se comportem como se fossem um único espelho monolítico.

"Isso é o que demonstramos na câmara7games baixar matchteste. Sabemos que quando focarmos7games baixar matchuma estrela no espaço pela primeira vez, veremos 18 pontos7games baixar matchluz diferentes porque os 18 segmentos7games baixar matchespelho individuais não estarão alinhados. Mas então ajustaremos os espelhos para reunir todos os pontos e formar uma única estrela sem aberrações e boa para operações normais. Sabemos que o Webb funciona", acrescenta Begoña Vila, engenheira7games baixar matchsistemas7games baixar matchinstrumentos da Nasa.

Gillian Wright está carregando uma caixa7games baixar matchTupperware.

"Este não é um velho Tupperware; é um Tupperware qualificado para uso espacial. Ele atende a todos os padrões internacionais para manter as coisas perfeitamente limpas por anos", diz a diretora do Centro7games baixar matchTecnologia7games baixar matchAstronomia do Reino Unido.

Se você quer entender o quão brilhante é o telescópio Webb, mas também por que7games baixar matchconstrução demorou tanto tempo — cerca7games baixar match20 anos apenas na fase7games baixar matchconstrução —, você precisa dar uma olhada na caixa7games baixar matchplástico7games baixar matchGillian.

Ela contém uma "fatia7games baixar matchespelho" sobressalente do instrumento infravermelho médio (MIRI, na sigla7games baixar matchinglês) que ela e seus colegas construíram para o telescópio.

Mais ou menos do tamanho7games baixar matchuma moeda britânica7games baixar match50 centavos, parece um mini acordeão musical feito para uma boneca. O pequeno espelho — mais uma vez revestido7games baixar matchouro — contém uma série7games baixar match"degraus" inclinados.

O arranjo permite que o espelho adquira uma imagem do céu, mas também desmembre a luz de, digamos, uma galáxia ou a borda7games baixar matchum buraco negro, e na sequência envie essa luz para um espectrógrafo. Este dispositivo irá revelar a química, temperatura, densidade e velocidade dos alvos7games baixar matchestudo.

"Não apenas7games baixar matchum ponto da imagem, mas7games baixar matchtodos os pontos da imagem, todos ao mesmo tempo. Você vai7games baixar match2D para 3D — para o que chamamos7games baixar matchcubo7games baixar matchdados", diz ela.

Isso já havia sido feito na astronomia a partir do solo, mas era uma novidade para um telescópio espacial. Além do mais, o nível7games baixar matchprecisão7games baixar matchengenharia exigido era extremamente desafiador.

Os degraus tinham que ser fabricados com muito cuidado para que tivessem arestas extremamente afiadas, caso contrário, a luz7games baixar matchdiferentes comprimentos7games baixar matchonda iria esvair através do espelho, contaminando os dados.

Demorou um ano para convencer as agências espaciais7games baixar matchque os espelhos do MIRI atenderiam às especificações. E a questão é a seguinte: este era apenas um pequeno componente7games baixar matchuma parte7games baixar matchum telescópio gigante.

Quando eles montaram o Webb, cada um desses elementos teve que ser testado e,7games baixar matchseguida, testado novamente quando unido a outro elemento. Toda a estrutura foi construída como uma boneca russa.

"Por ser um observatório tão grande e complexo, e também por ter que funcionar7games baixar matchtemperaturas criogênicas, você não pode simplesmente juntar tudo7games baixar matchuma vez e depois testar. Você coloca tudo7games baixar matchpacotes selados, isolados termicamente, começando com as menores peças7games baixar matchdiante, testando7games baixar matchcada estágio. E então, conforme tudo fica cada vez maior, torna-se praticamente impossível voltar porque você encontrou um problema7games baixar matchum detector, digamos", explica Mark Clampin, ex-cientista7games baixar matchprojeto da Nasa.

Imagine se no final da construção do telescópio eles percebessem que um dos espelhos do MIRI estava com defeito.

Desmontar o observatório multibilionário para chegar à parte inferior seria o pior7games baixar matchtodos os pesadelos.

Mark McCaughrean é um astrônomo britânico especializado7games baixar matchinfravermelho que trabalhou no projeto por 23 anos como consultor da Agência Espacial Europeia.

Ele já tinha visto fragmentos do Webb antes, mas, poucas semanas antes do lançamento, que será realizado do porto espacial7games baixar matchKourou, na Guiana Francesa, ele teve a chance7games baixar matchexaminar o observatório concluído pela primeira vez.

"Não tenho ideia do que dizer. É surpreendente." Há emoção na7games baixar matchvoz.

Os espelhos e cobertores7games baixar matchisolamento são um resplendor7games baixar matchouro e prata. A última cor tem um leve tom púrpura. Estamos vendo o Webb em7games baixar matchconfiguração dobrada, mas ainda assim é do tamanho7games baixar matchum ônibus7games baixar matchdois andares.

Este "ônibus" precisou ser dobrado para caber perfeitamente no cone do nariz7games baixar matchseu foguete7games baixar matchlançamento Ariane.

"Tem uma dimensão incrível", comenta Mark. "Quando se desdobrar no espaço — será um pássaro voando livremente no espaço, isso seria uma coisa7games baixar matchse ver!"

O Webb teve que lutar contra os pessimistas durante todo o seu desenvolvimento. "É muito complexo", diziam. E se você considerar a sequência7games baixar matchimplementações que o telescópio precisa fazer para começar suas observações do cosmos, é meio assustador.

Os engenheiros se referem a "pontos únicos7games baixar matchfalhas" para descrever as ações que, se não ocorrerem na hora e na ordem certa, correm o risco7games baixar matchinviabilizar toda a empreitada. O Webb precisa superar 344 destes obstáculos decisivos.

Algumas ações devem ser muito simples, como a implantação do painel solar e da antena7games baixar matchrádio nos minutos logo após o lançamento.

Mesmo a abertura das asas do espelho principal deve ser considerada uma operação bastante padrão.

Mas as ações que se concentraram7games baixar matchtorno do desdobramento do escudo solar, do tamanho7games baixar matchuma quadra7games baixar matchtênis, que manterá o Webb fresco e protegerá7games baixar matchvisão do brilho do Sol — é outra história.

"Alguns dos principais equipamentos incluem 140 mecanismos7games baixar matchliberação, cerca7games baixar match70 conjuntos7games baixar matchdobradiças, oito motores7games baixar matchimplantação; temos rolamentos, molas, engrenagens; cerca7games baixar match400 polias são necessárias e 90 cabos, totalizando 400 m", diz Krystal Puga, da fabricante aeroespacial Northrop Grumman.

"Para aperfeiçoar a sequência, realizamos vários testes7games baixar matchinstalação ao longo7games baixar matchvários anos7games baixar matchmodelos pequenos e grandes. Praticamos não apenas a implementação, mas também o processo7games baixar matchacondicionamento. Isso nos dá a confiança7games baixar matchque o Webb será implantado com sucesso."

Para quem não esteve diretamente envolvido no projeto, todo o processo7games baixar matchdesdobramento parece assustador. E se houver algum contratempo com os cordões que puxam as membranas superfinas ou, pior ainda, se eles se romperem?

John Mather é aquela voz tranquilizadora. Seus muitos anos no projeto Webb o levaram a uma posição filosófica.

"Estou confiante", diz ele.

"No entanto, também estou ciente7games baixar matchque não importa quão bom seja o plano que temos — e temos um plano muito bom —, coisas ruins ainda podem acontecer. Mas minha opinião não tem efeito sobre o hardware. E, consequentemente, minha preocupação também não tem efeito sobre o hardware. Então, eu geralmente não me preocupo."

Deixei este assunto para o final, mas não posso deixar7games baixar matchcomentar. O custo.

O valor que todos citam,7games baixar matchUS$ 10 bilhões, abrange o período7games baixar match20 anos7games baixar matchconstrução, o lançamento e cinco anos7games baixar matchoperações no espaço.

O número7games baixar matchsi é7games baixar matchchorar. Mas vale lembrar que o Hubble também foi muito caro. O lendário observatório havia custado mais7games baixar matchUS$ 7 bilhões (em dólares7games baixar match2021) na época7games baixar matchque foi lançado e reparado. Agora seu custo deve ter quase dobrado.

Mas, considerando tudo o que o Hubble nos mostrou sobre o Universo e nosso lugar nele, o velho telescópio parece ter um bom custo-benefício.

Se o Webb for bem-sucedido7games baixar matchrevelar nossas origens atômicas, quem continuará a reclamar dos custos?

"No valor nominal, há muitos zeros, e só a Europa gastou 700 milhões7games baixar matcheuros (US$ 800 milhões) no James Webb", diz o ex-gerente7games baixar matchprojetos da Agência Espacial Europeia Peter Jensen.

"Mas quando você olha para isso como um custo por habitante na Europa, se resume a uma xícara7games baixar matchcafé barato7games baixar matchum café barato, tomado por um período7games baixar match20 anos."

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