Semanas depois de ser atingido por um micrometeoróide, o observatório de referência se prepara para divulgar suas primeiras imagens científicas.
Enquanto o Telescópio Espacial James Webb da NASA se prepara para lançar suas primeiras imagens científicas em 12 de julho, os engenheiros estão de olho em uma pequena, mas potencialmente impactante ameaça futura: os micrometeoróides. Embora os cientistas da missão esperassem que o telescópio fosse atingido por esses minúsculos pedaços de poeira espacial ao longo de sua vida útil prevista de 20 anos, um impacto relativamente grande em maio os levou a reavaliar o que eles achavam que sabiam sobre a frequência com que Webb será atirou.
Por enquanto, o desempenho do telescópio está ileso. Mas entender o risco de impacto futuro é crucial porque o Webb é um investimento de US$ 11 bilhões para a NASA, a Agência Espacial Européia e a Agência Espacial Canadense ? e os pesquisadores esperam que ele transforme a astronomia. ?O tempo dirá se esse último impacto foi apenas uma espécie de anomalia?, disse Mike Menzel, engenheiro-chefe de sistemas da Webb no Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland, em uma entrevista coletiva em 29 de junho.
De sua localização no espaço profundo, a 1,5 milhão de quilômetros da Terra, o telescópio olha para o cosmos usando um espelho primário de 6,5 metros de largura ? o maior já lançado no espaço. Embora o espelho torne o Webb um telescópio altamente capaz, seu tamanho grande também deixa o observatório vulnerável a ser atingido por partículas de poeira em movimento rápido. Até agora, o telescópio, lançado em 25 de dezembro de 2021, foi atingido por cinco pequenos micrometeoróides. Todos eram de tamanho desconhecido, mas os pesquisadores deduziram que o quinto era maior que os quatro primeiros e maior do que eles haviam previsto.
Previsões de ataque
Duas décadas atrás, durante a fase de projeto do Webb, os engenheiros sabiam que ele seria regularmente atingido por micrometeoróides. Ao contrário do espelho do Telescópio Espacial Hubble, que é menor e contido dentro de um tubo, o espelho de berílio revestido de ouro de Webb está completamente exposto ao ambiente espacial. Assim, os engenheiros de projeto dispararam partículas de alta velocidade em amostras de espelho para ver que tipo de poços eles produziriam e pediram aos colegas que calculassem quantas partículas poderiam estar circulando no local pretendido de Webb ? uma região além da órbita da Lua chamada L2.
A equipe da missão ?investiu muito esforço há 20 anos, para tentar acertar seu ambiente meteoróide?, diz Bill Cooke, chefe do escritório de ambiente meteoróide da NASA no Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama.
Os engenheiros estimaram que o Webb suportaria cerca de um impacto por mês que poderia ser grande o suficiente para danificar o espelho. E eles decidiram que era um risco que valia a pena viver. Eles calcularam que os poços de impacto se acumulariam ao longo do tempo, mas que os amassados cobririam apenas 0,1% do espelho primário após 10 anos. Os telescópios ainda podem funcionar se parte de seu espelho primário estiver danificado.
Micrometeoróides são criados por colisões entre asteróides e outros corpos planetários. As partículas são geralmente tão pequenas quanto algumas dezenas de micrômetros ? do tamanho de grãos de areia ? mas podem ser tão grandes quanto um ônibus. A gravidade do Sol puxa as partículas para ele, então a poeira geralmente flui das regiões externas do Sistema Solar para as partes internas.
Mesmo partículas minúsculas podem causar danos físicos às naves espaciais quando atingem a velocidade de uma bala ? as velocidades alcançadas no espaço. A Estação Espacial Internacional está cheia de pequenos buracos deixados por micrometeoróides, por exemplo. E, em 2013, um micrometeoróide derrubou temporariamente um satélite meteorológico dos EUA.
Tudo isso mostra que o espaço é um lugar empoeirado. ?Você vai levar golpes?, diz Cooke. ?Ocasionalmente, haverá um que chamará sua atenção.?
Em alerta
O impacto do final de maio em Webb chamou a atenção de todos. ?Passei as últimas seis semanas respondendo a perguntas sobre micrometeoróides?, disse Menzel na entrevista coletiva. O impacto deixou uma pequena distorção em um dos 18 segmentos hexagonais que compõem o espelho primário do Webb. Como as posições dos segmentos de espelho do Webb podem ser ajustadas com precisão requintada, os engenheiros conseguiram ajustar a parte afetada para cancelar parte, mas não toda, a degradação da imagem. (A NASA diz que o telescópio ainda está funcionando bem acima das expectativas.)
Grandes micrometeoróides são muito mais raros do que partículas pequenas, então as chances são de que Webb teve o azar de encontrar um grande relativamente cedo em sua vida, diz David Malaspina, físico de plasma da Universidade do Colorado Boulder que estuda impactos de poeira cósmica em nave espacial. É como se um jogador de cartas tivesse tirado uma carta específica do baralho na primeira rodada do jogo, em vez de ela aparecer mais tarde no jogo. Os cientistas só podem esperar para ver o que acontece a seguir.
Enquanto isso, os engenheiros do Webb estão revisando suas estimativas de taxa de impacto, que vêm de um modelo que foi atualizado várias vezes desde que o Webb foi projetado1.
E eles estão procurando por chuvas de meteoros, que acontecem quando a Terra passa por um rastro concentrado de detritos deixados por um cometa. A poeira das chuvas de meteoros constitui apenas cerca de 5% do risco de impacto para o Webb, em comparação com o risco de 95% dos impactos aleatórios, ou ?esporádicos?, causados ??pela poeira de fundo que flui através do Sistema Solar.
O escritório de Cooke agora está gerando previsões personalizadas de chuvas de meteoros para a equipe Webb, para que os controladores da missão saibam quando o telescópio está prestes a passar por um pesado fluxo de poeira ? e possam reorientar o instrumento para impedir que partículas atinjam seus espelhos. Essa situação pode surgir em maio de 2023 e maio de 2024, quando Webb pode passar por destroços do Cometa Halley.
Publicado em 09/07/2022 05h50
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