O que o Telescópio Espacial James Webb está fazendo atualmente? (5) - Tempos de Ciência
O que o Telescópio Espacial James Webb está fazendo atualmente? (5) – Tempos de Ciência
6 A seguir, a atualização mais recente do Telescópio Espacial James Webb, e apresentaremos vários testes. Obrigado pelo seu interesse.
O que o Telescópio Espacial James Webb está fazendo agora, que se tornará os novos olhos da humanidade? Vamos resumir o progresso desde o lançamento do Telescópio Espacial James Webb até o presente e traçar planos para o futuro.
O Telescópio Espacial James Webb está operacional
Em 28 de abril de 2022, horário do leste (EST), o oficial de comunicações da NASA, Thaddeus Cesari, completou todos os alinhamentos para o Telescópio Espacial James Webb (JWST). (Link para o vídeo relacionado)
A equipe do JWST realizou uma reunião assim que a última das sete etapas de alinhamento foi concluída e começou a revisar todas as etapas de alinhamento desde o início. A equipe do JWST confirmou que os quatro instrumentos científicos foram capazes de produzir imagens extremamente nítidas e bem focadas, permitindo a preparação para a próxima etapa da operação. Imagens de teste do telescópio alinhado com sucesso demonstram a vontade da humanidade de explorar o espaço, disse o Dr. Lee Feinberg, diretor de componentes do telescópio óptico no Goddard Space Flight Center da NASA.
A imagem nitidamente focada da estrela no campo de visão de cada instrumento científico mostra que o telescópio está perfeitamente alinhado e perfeitamente focado. Para referência, NIRCam (a imagem acima foi tirada em um comprimento de onda de 2 μm), NRISS (a imagem acima foi tirada em um comprimento de onda de 1,5 μm) e MIRI (a imagem acima foi tirada em um comprimento de onda de 7,7 μm) são equipamentos para aquisição de imagens de estrelas, e o equipamento científico NIRSpec é para aquisição de imagens em fotos de estrelas. Apesar de ser um espectrofotômetro, é possível obter imagens com comprimento de onda de 1,1 μm para calibração. O mais recente equipamento científico é o sensor de orientação de precisão, que rastreia a estrela apontadora e ajuda a orientar o telescópio. ©NASA/STScI
Com o processo de alinhamento concluído com sucesso, os espelhos do JWST agora estão totalmente focados e ajudam a direcionar a luz para vários instrumentos científicos. Além disso, os instrumentos científicos podem visualizar com sucesso os corpos celestes através da luz transmitida. Obviamente, os micro-estágios das principais partes do espelho (micro-estágios: o quinto estágio do espelho JWST e o trabalho de alinhamento fino foram realizados com sucesso, mas continuarão ao longo da vida útil do JWST) serão realizados periodicamente. (Uma abreviatura para artigos relacionados) Cerca de uma vez a cada dois dias, é realizado um monitoramento contínuo de manutenção para monitorar o alinhamento do espelho. Se necessário, o ajuste fino e o ajuste serão iniciados aleatoriamente.
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Ainda mais otimista é que o desempenho óptico do telescópio supera as expectativas dos engenheiros anteriores. Reivindicado, disse o Dr. Scott Acton, o cientista responsável pela detecção e controle da frente de onda no JWST na Ball Aerospace. Ele também disse que espera que o mundo observe muitos objetos astronômicos próximos de nós através do telescópio JWST.
Agora resta apenas a fase de comissionamento.
A equipe do JWST começará a operar o instrumento científico, que está programado para funcionar por cerca de dois meses a partir de maio. Os JWST Science Instruments são detectores altamente avançados equipados com equipamentos dedicados, como lentes, máscaras e filtros, projetados para vários propósitos diferentes, cada um dos quais realizará a ciência do alvo. Na fase de comissionamento, através de vários testes, foi finalmente confirmado se todos os quatro instrumentos científicos estavam prontos para observação.
Por outro lado, o telescópio espacial JWST, que é principalmente combustível por um período predeterminado, tem uma expectativa de vida de cerca de 5 a 10 anos. Ao contrário do Telescópio Hubble, que os astronautas podem reparar e atualizar porque orbita não muito longe da Terra, o Telescópio Espacial JWST só pode ser reparado remotamente e acaba com a vida quando fica sem matéria-prima. No entanto, como o ajuste e alinhamento da órbita pós-lançamento do JWST ocorreu sem problemas, foi economizado muito combustível que deveria ter sido usado na etapa acima. Como resultado, há um excesso de combustível e a observação do espaço é esperada por um tempo maior do que a vida útil esperada do JWST.
O teste de estabilidade térmica JWST começa a ser executado
Enquanto os espelhos do JWST estão esfriando lentamente até sua temperatura final de operação, a equipe de observação se prepara para testar a estabilidade térmica do telescópio. A viseira solar de cinco camadas montada no telescópio JWST mantém os telescópios e instrumentos científicos frios e fornece proteção contra o sol, a Terra e o luar. Então, basicamente, sem um pára-sol, o JWST não pode monitorar o espaço infravermelho. O processo de resfriamento e vários controles também são necessários para telescópios e óticas frias.
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Por exemplo, se o JWST estiver se movendo enquanto aponta com a finalidade de observar um corpo celeste específico, o ângulo do Sol também muda. Pode haver pequenas mudanças na temperatura do telescópio neste momento. Muitas variáveis ​​inesperadas também podem alterar a temperatura do JWST, portanto, testar a estabilidade térmica é uma tarefa muito importante.
De acordo com a cientista do JWST Observation Project, Dra. Erin Smith, um teste de estabilidade térmica é primeiro mover deliberadamente o JWST (referido como "mudança de posição") em um ângulo em direção ou para longe do Sol (ou chamado Pitch: geralmente -5). Encontra-se entre +45 graus e +45 graus), o que causa uma mudança na temperatura. Através disso, a estabilidade térmica e o desempenho de apontamento são medidos. A posição que faz com que a temperatura suba é 0 graus, nesse caso o sol ilumina a viseira em ângulo reto. A posição que causa a temperatura mais fria é +45 graus.
Um exemplo de uma pose JWST que varia com o tom. Mais quente (superior: -5°C) e mais frio (inferior: +45°C) © NASA/STScI
Para iniciar o teste de estabilidade térmica, a equipe do JWST o mantém em 0 graus por 5 dias. Neste momento, a equipe do JWST medirá o nível de estabilidade durante o processo de apontamento, o erro da frente de onda óptica e quaisquer vibrações causadas pelos vários dispositivos integrados ao dispositivo. Quando a medição de referência acima estiver concluída, a posição do telescópio JWST muda para cerca de +40 graus. Através disso, a estabilidade térmica do próprio telescópio é medida, e a estabilidade do telescópio é monitorada basicamente a cada 12 horas, e o efeito desse processo em diversos instrumentos científicos é verificado.
De acordo com o Dr. Smith, o telescópio JWST passará mais de uma semana no frio até que a temperatura se estabilize. Em seguida, alterando o ângulo novamente, verifica-se se o sinal com três instrumentos científicos como FGS, NIRISS e NIRCam está estável. Ambos os modos serão monitorados pelo equipamento MIRI para entender como os ambientes térmicos em mudança afetam os dispositivos de infravermelho médio. Este trabalho será acompanhado por atividades formais de comissionamento, incluindo várias atividades de preparação para comissionamento.
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De acordo com o Dr. Jonathan Gardner, Cientista de Projeto Sênior no Goddard Space Flight Center da NASA, e a Dra. Stephanie Milam, Gerente de Projeto de Ciência Planetária, a equipe de observação descobriu que o telescópio se comporta muito termicamente e tem uma estabilidade térmica muito boa. Espero que ele se saia muito bem. No entanto, como o JWST é essencialmente um telescópio altamente sensível, ele só mostrará seu melhor desempenho quando seu desempenho puder ser melhorado. Portanto, a calibração real de modelos térmicos complexos é avaliada como uma tarefa crítica.