Texto José Valente
A CONSTRUÇÃO DO TELESCÓPIO JAMES WEBB
A NASA desde logo se preocupou com o telescópio sucessor do Hubble. Os primeiros projetos apontavam para um espelho que variou de oito metros para quatro metros e, posteriormente, de novo oito. A seguir acabou por se fixar nos 6,5 metros.
No início, o nome do telescópio era Next Generation Space Telescope (NGST), mas, em 2002, a NASAbatizou-o de James Webb, que foi o segundo administrador da NASA precisamente na altura do Programa Apollo, de 1961 a 1968. O Programa Apollo haveria de homens à Lua a partir de 1969 e nos anos 70.
No desenvolvimento do telescópio, a NASA colaborou, mais tarde, com a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial do Canadá). A gestão da construção esteve a cargo do Goddard Space Flight Center (GSFC), laboratório de pesquisas espaciais da NASA situado em Greenbelt, a 11 quilómetros de Washington. O GSFC também gere as operações relacionadas com o telescópio Hubble.
O desenvolvimento começou em 1996 para estar pronto para ser lançado em 2007. Houve atrasos na sua construção, que ficou quase completa em 2016, mas seguiram-se vários anos de testes. De 1996 até 2021 foram 25 anos do seu desenvolvimento até ser lançado.
É uma das missões mais caras e mais importantes de sempre da NASA. O James Webb ficou muitíssimo mais caro do que inicialmente previsto e o valor final aproximou-se dos 10 mil milhões de dólares (cerca de 8,57 mil milhões de euros). Houve a participação relevante de John Mather, prémio Nobel da Física em 2006, e que fez 76 anos no passado dia 7 de agosto.
O LANÇAMENTO DO JAMES WEBB, A SUA MONTAGEM, ALINHAMENTO E CALIBRAÇÃO O James Webb foi lançado num foguetão europeu Ariane 5 desde o Centro Espacial da ESA e França (CNES e Arianespace) em Kourou, na Guiana Francesa (no norte da América do Sul). O seu lançamento foi adiado várias vezes. Finalmente aconteceu em 25 de dezembro de 2021.
As operações do James Webb vão ser realizadas pelo mesmo instituto ligado ao Hubble, o Space Telescope Science Institute (STScI) que se situa em Baltimore. O telescópio foi colocado dobrado no “nariz”, na parte superior do foguetão, partiu e acabou de chegar perto do Ponto de Lagrange L2 em 24 de janeiro de 2022. No seu transporte teve de estar sujeito às vibrações do foguetão, viajando a uma velocidade de milhares de km/h.
A sua automontagem no espaço foi complexa. Há 344 itens na automontagem do telescópio e têm todos de decorrer sem falhas, pois não poderá ser reparado por uma equipa de astronautas, o que no caso do Hubble foi possível por se encontrar próximo da Terra.
O escudo térmico do telescópio, que tem a forma de um triângulo e o tamanho de um court de ténis, foi montado em primeiro lugar e desdobrou-se sozinho. As telas de proteção, ou escudo térmico, são muito finas e são esticadas por vários cabos permitindo, quando estiverem completamente abertas, a proteção aos intensos raios do sol do telescópio e de seus sistemas. Esse escudo térmico está sempre voltado para o sol. Ele é constituído por 5 camadas de material fino e com brilho com a finalidade de proteger do calor e luz, vindas do sol, o respetivo telescópio. O telescópio, por observar a radiação infravermelha dos astros, necessita que os seus instrumentos estejam a uma temperatura negativa de – 233 ºC, muito inferior à temperatura do polo Norte terrestre, que pouco ultrapassa os – 40 ºC.
O espelho primário é constituído por 18 peças hexagonais e foi dobrado em três partes. Depois foi desdobrado. Para receber a luz do espelho primário está à sua frente o espelho secundário. A luz depois é desviada para os sistemas de instrumentos científicos. Em seguida, os 18 espelhos hexagonais que constituem o espelho principal vão ser todos alinhados com a utilização de pequenos motores. Há a necessidade de ligar os propulsores para corrigir ao pormenor o percurso até o Ponto de Lagrange L2.
Uma vez que o telescópio opera a temperaturas bastante frias, esperam-se alguns meses no seu arrefecimento e, durante esse tempo, melhora-se a posição dos espelhos com todo o rigor. A seguir ativa-se o sistema FGS que permite orientar o telescópio. Por fim, foram efetuadas as calibrações dos quatro sistemas de instrumentos pelas equipas de operação dos mesmos. Um destes instrumentos, o espetrógrafo NIRSpec, teve como responsável pela sua calibração e monitorização a astrónoma portuguesa Catarina Oliveira, que trabalha no Centro de Operações Científicas da ESA, em Madrid, desde 2011. Segundo o “Jornal de Notícias”, Catarina Oliveira tem 39 anos, é licenciada pela Universidade do Porto em Física/Matemática Aplicada (Astronomia), tem doutoramento na Alemanha e pós-doutoramento em França. Integrou a equipa da ESA a partir de 2011 e, entre 2015 e 2020, trabalhou num programa de desenvolvimento e testagem do James Webb em Baltimore, nos EUA.
A ÓRBITA DO TELESCÓPIO E OS PONTOS DE LAGRANGE Enquanto o Hubble orbita a Terra a uma altura de 540 quilómetros, o James Webb está colocado a 1,5 milhões de quilómetros no local designado Ponto de Lagrange L2. Pontos de Lagrange foram descritos, em 1772, pelo matemático, físico e astrónomo ítalo-francês, Joseph-Louis Lagrange.
Os Pontos de Lagrange do sistema Sol-Terra são lugares no espaço onde os campos de gravidade desses dois astros maciços se combinam, proporcionando um equilíbrio a um terceiro corpo de massa desprezável. Assim, as posições relativas dos três corpos estão fixas. O James Webb, colocado no ponto de Lagrange L2, permanece nessa zona e orbita continuamente junto com a Terra em torno do Sol. Esta posição é favorável ao tornar mínimas as prejudiciais emissões eletromagnéticas do Sol e da Terra, o ambiente térmico é aí estável e está mais protegido de poeira cósmica. Esse ponto L2 é ótimo para observações de campo profundo ao Universo. No entanto, periodicamente, são necessárias pequenas correções da sua órbita.
O PROGRESSO ATÉ CHEGAR AQUI Houve dezenas e dezenas de anos de progressos até chegar à maravilha James Webb. E o avanço científico que se irá conseguir com este instrumento será certamente grande. Antes deste telescópio tivemos o telescópio espacial Hubble e, no início de tudo, recuamos à luneta de Galileu, que, em 1610, trouxe a primeira grande revolução astronómica. O Homem desde Galileu nunca mais parou de subir a escada do progresso científico.
Vamos estudar o passado porque, como gosta de dizer o astrónomo Rui Agostinho, “em astronomia ver muito longe é ver o passado muito antigo”. E, vamos aprender mais sobre nós, humanos. Esta máquina vai contar a história do nosso passado. O James Webb irá testemunhar o nascimento de galáxias, estrelas, planetas e compreender melhor como surgiu o nosso sistema solar e consequentemente a nossa “mãe” Terra.
Não devemos esquecer que somos “filhos das estrelas”.