Na madrugada de 23 de outubro de 2011, o ROSAT foi engolido pelas ondas do Oceano Índico. Este foi o fim de uma história de sucesso sem paralelo na pesquisa de exploração espacial alemã. O satélite, desenvolvido e construído por uma equipe liderada por Joachim Trümper, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre Garchingbased, não só encontrou mais de 150.000 novas fontes de raios-X cósmicos, como também revolucionou a astronomia.
A pilha de destroços veio do sudoeste, sobrevoou o Golfo de Bengala e finalmente caiu no mar a 450 km / h. Não houve testemunhas. O satélite de pesquisa alemão mais famoso não merecia um final mais adequado? Pelo menos a revista alemã de notícias Der Spiegel teve pena e tentou salvar o que poderia ser salvo. Em um artigo intitulado “Diretamente em seu caminho”, publicado em 30 de janeiro de 2012, ele relatou que a ROSAT caiu na Terra “quase perdendo a capital chinesa, Pequim”. O satélite “provavelmente teria rasgado crateras profundas na cidade”. A revista acredita que a catástrofe poderia até ter danificado as relações entre a Alemanha e a China. Joachim Trümper sorri amplamente quando confrontado com isso: “A probabilidade de uma única pessoa ser ferida era de aproximadamente um em dez bilhões”.
Quando você conversa com Trümper sobre o ROSAT, você pode certamente detectar um toque de melancolia. “Era o nosso bebê”, diz o professor emérito do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. O ator de 78 anos dedicou mais da metade de sua vida de pesquisa ao satélite de raios-X. Joachim Trümper lembra-se da data de lançamento em 1 de junho de 1990, como foi ontem, e estava, é claro, presente no Centro Espacial de Cabo Canaveral, nos EUA. Alguns dias antes de decolar, ele viajou novamente no elevador até o topo do sistema de lançamento do Delta II. “Eu dei uma olhada final no ROSAT através de uma janela lá”, diz o astrônomo.
Enquanto Trümper estava com alguns dos membros de sua equipe nos EUA, aqueles que permaneceram em casa testemunharam o lançamento no centro de pesquisa baseado em Oberpfaffenhofen. O centro de controle do Centro Aeroespacial Alemão (conhecido por seu acrônimo alemão DLR, Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt) é o equivalente bávaro da América de Houston, e esteve envolvido em projetos tripulados como as duas missões D1 e D2 nos anos 80 e 1990s. Esperava-se agora que os especialistas “voassem” a ROSAT de duas toneladas e meia, valendo centenas de milhões de marcos alemães na época, monitorando sua funcionalidade e enviando constantemente comandos e recebendo dados através da antena DLR em Lichtenau, perto Weilheim, Alemanha.
Sexta-feira, 1 de junho de 1990. À noite, mais de 500 convidados se reuniram no Centro de Operações Espaciais da Alemanha, em Oberpfaffenhofen. A transmissão ao vivo do Cabo Canaveral foi transmitida em uma tela grande. Cinco minutos antes da decolagem programada, um avião civil apareceu subitamente acima do campus; a contagem regressiva teve que ser interrompida. “Essa foi a brincadeira padrão da equipe de lançamento, para aumentar a tensão”, lembra Trümper. Dez minutos depois, tudo estava de volta aos trilhos. Em Oberpfaffenhofen, as recepcionistas serviram champanhe e os convidados contaram os últimos segundos. Quando o foguete decolou em um perfeito céu azul a 8.000 quilômetros de distância, todos gritaram: “Vá, vá, vá!” e a banda de Gilching tocou música de marcha.
Entre o folclore na Alta Baviera e o choque com o Oceano Índico existe não apenas um período de 21 anos e 5 meses, mas também um rendimento excepcionalmente frutífero de descobertas científicas. A astronomia de raios-X é uma disciplina muito jovem, pois a atmosfera da Terra permite apenas uma fração da radiação através do espaço exterior, incluindo a luz visível e a radiação de rádio. No entanto, a fim de iluminar o universo com os olhos de raios-X, temos que deixar a atmosfera de proteção da Terra atrás de nós. Pesquisadores americanos descobriram a radiação de raios-X do Sol em 1948 usando um foguete V2 apreendido. Hoje, os observatórios estão estacionados em satélites.
A luz visível pode ser facilmente focada usando lentes ou espelhos, mas isso não pode ser feito no caso de radiação de raios-X. Por causa de seus altos níveis de energia, os fótons têm um efeito “penetrante” semelhante ao das balas. Por essa razão, no início da década de 1950, o físico Hans Wolter desenvolveu o princípio de um telescópio especial, no qual os segmentos de espelho parabólico e hiperbólico focam a luz incidental do raio X em um ângulo baixo. O plano era implantar um telescópio Wolter no ROSAT.
Primeiro, no entanto, um ou dois obstáculos tiveram que ser superados. Já em 1972, Joachim Trümper resolveu começar a desenvolver o instrumento necessário. Três anos depois, seu grupo participou de um concurso nacional na Alemanha para grandes projetos científicos. Do grande número de propostas apresentadas, três foram escolhidas. ROSAT estava entre eles.
Em 1980, quando o então Ministério Federal Alemão de Pesquisa e Tecnologia exigiu “um envolvimento internacional substancial”, a Trümper buscou parceiros. “Para evitar que o projeto estivesse atolado na burocracia durante anos, pedimos aos americanos que cuidassem do lançamento. E pedimos aos britânicos que contribuíssem e operassem um telescópio separado e menor para a faixa ultravioleta extrema.” A estratégia foi bem sucedida, beneficiando todo o projeto. Em 1983, após anos de estudos, várias empresas (Dornier, MBB e Carl Zeiss) aderiram. Os engenheiros desenvolveram câmeras de raios X e construíram uma instalação de testes de 130 metros de comprimento, conhecida como Panter. O telescópio tinha uma abertura de 83 centímetros e pesava cerca de uma tonelada. Consistia em quatro espelhos aninhados feitos de cerâmica de vidro Zerodur resistente ao calor. Cada um dos espelhos revestidos de ouro tinha uma precisão de superfície única: em comparação com uma área do tamanho do Lago de Constança, as irregularidades seriam equivalentes a uma onda de aproximadamente um centésimo de milímetro.
Como resultado, o telescópio chegou ao Guinness Book of Records para a superfície mais lisa. Então veio 28 de janeiro de 1986: O ônibus espacial Challenger explodiu em uma bola de fogo apenas 73 segundos após a decolagem. Todos os sete astronautas morreram e o programa de viagens espaciais tripuladas da América entrou em hiato por dois anos e meio. Na verdade, o ROSAT deveria entrar em órbita em 1987 – em um ônibus espacial. Isso não era mais possível. “Agora tivemos que reformar completamente o satélite para lançamento com um foguete”, diz Joachim Trümper.
Este desafio também foi alcançado com sucesso. E, no final, a tecnologia e o design não foram os únicos recursos que quebraram recordes. Até mesmo o primeiro objetivo da missão – mapear todo o céu de raios X com um telescópio de imagem – excedeu todas as expectativas. Um dos antecessores do RO-SAT foi o satélite Uhuru, lançado em dezembro de 1970. Com seus instrumentos simples – contadores proporcionais colimados – descobriu 300 novos objetos celestes. Uma década depois, o observatório Einstein, com um telescópio Wolter a bordo, aumentou esse número para 5.000. E então o ROSAT entrou em cena: somente nos primeiros seis meses, o olheiro encontrou mais de 100.000 novas fontes de raios-X.
ROSAT subseqüentemente observou fontes selecionadas: objetos no sistema solar, estrelas e gás na Via Láctea, galáxias distantes. Esta segunda fase deveria durar um ano – que então se transformou em oito. Os pesquisadores do Max Planck sempre puderam contar com algumas surpresas. Seu satélite entregou a primeira imagem de raios X da lua e descobriu as emissões do cometa Hyakutake. Este último foi inicialmente um enigma, pois os cometas eram considerados “bolas de neve sujas”. Mas, para emitir luz de raios X, são necessárias temperaturas de milhões de graus, ou elétrons de alta energia. A solução: os cometas não geram radiação, mas são iluminados por sua interação com o vento solar, um fluxo de partículas eletricamente carregadas.
A ROSAT forneceu a primeira visão geral completa do universo, das minúsculas anãs marrons às supergigantes vermelhas, e observou remanescentes estelares compactos como anãs brancas, estrelas de nêutrons, buracos negros e remanescentes de supernovas. Estudos de grupos e aglomerados de galáxias forneceram novas informações sobre o papel da matéria escura na evolução do cosmos. Finalmente, o ROSAT provou que núcleos ativos e quasares galácticos nas bordas do espaço e do tempo contribuem com pelo menos 80% da radiação de fundo na faixa de raios-X, resolvendo assim um quebra-cabeça de 30 anos de idade.
Enquanto o explorador coletava diligentemente dados, seus giroscópios, usados ??para estabilizar o satélite no espaço, começaram a falhar. Os pesquisadores, especialmente Günther Hasinger, que mais tarde se tornaria o diretor do Max Planck, e os engenheiros do MBB, rapidamente adaptaram o sistema de navegação e equiparam a ROSAT com um novo sistema antigo: ele usava passagens para se orientar com a Terra. campo magnético. O satélite agora funcionava perfeitamente de novo. Em 25 de abril de 1998, no entanto, o sensor principal da estrela no telescópio de raios X quebrou. ROSAT finalmente se tornou muito velho. Apesar dos obstáculos crescentes, o observatório continuou até 17 de dezembro de 1998. O contato foi perdido em 12 de fevereiro de 1999. A ROSAT havia feito mais do que apenas cumprir sua missão. Um total de 4.000 cientistas de 24 países usam seus dados.
Publicado em 20/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-satellite-x-ray-vision.html
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