Como Webb mantém o foco
Um dos desafios mais
difíceis ao montar um telescópio é alinhá-lo à precisão óptica. Se você não
fizer isso corretamente, todas as suas imagens ficarão borradas. Isso é
particularmente desafiador quando você monta seu telescópio no espaço, como o
Telescópio Espacial James Webb (JWST) demonstra.
Uma imagem NIRCam focada
comparada com outras intencionalmente desfocadas. Crédito: NASA/JWST
Ao contrário do Telescópio
Espacial Hubble, o JWST não tem um único espelho primário. Para caber no
foguete de lançamento, ele teve que ser dobrado e montado após o lançamento.
Por esse e outros motivos, o refletor primário do JWST é um conjunto de 18 segmentos
de espelho hexagonal. Cada segmento tem apenas 1,3 metros de largura, mas
quando alinhados corretamente, eles agem efetivamente como um único espelho de
6,5 metros. É uma maneira eficaz de construir um telescópio espacial maior, mas
significa que o conjunto do espelho tem que ser focado no espaço.
Para conseguir isso, cada
segmento de espelho tem um conjunto de atuadores que podem deslocar o segmento
ao longo de seis eixos de alinhamento. Eles são focados usando uma técnica de
fase de frente de onda. Como a luz se comporta como uma onda, quando dois
feixes de luz se sobrepõem, as ondas criam um padrão de interferência. Quando
os espelhos são alinhados corretamente, as ondas de luz de cada segmento de
espelho também se alinham, criando um foco nítido.
Para o JWST, sua Near Infrared
Camera (NIRCam) é equipada com uma câmera de frente de onda. Para alinhar os
espelhos, a equipe do JWST aponta a NIRCam para uma estrela e, então,
intencionalmente move os espelhos para fora do alinhamento. Isso dá à estrela
uma aparência de difração borrada. A equipe então posiciona os espelhos para
focar a estrela, o que os alinha.
Isso foi feito para alinhar os
espelhos logo após o lançamento do JWST. Mas devido a vibrações e mudanças de
temperatura, os segmentos do espelho lentamente saem do alinhamento. Não muito,
mas o suficiente para que precisem ser realinhados ocasionalmente. Para manter
as coisas adequadas, a equipe normalmente faz uma verificação de erro de frente
de onda a cada dois dias. Há também uma pequena câmera apontada para o conjunto
do espelho, para que a equipe possa tirar uma "selfie" para monitorar
a condição dos espelhos.
O JWST foi projetado para manter
um erro de frente de onda de 150 nanômetros, mas a equipe conseguiu manter um
erro de 65 nanômetros. É um alinhamento surpreendentemente apertado para um
telescópio espacial, o que permite que o JWST capture imagens surpreendentes
das galáxias mais distantes no universo observável.
Fonte: universetoday.com
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