O Telescópio Espacial James Webb (JWST) é o telescópio da “próxima geração”, tão esperado e aguardado, que esperamos olhar mais para trás no tempo e mais profundo nas regiões poeirentas de formação de estrelas, usando comprimentos de onda mais longos e mais sensibilidade do que qualquer telescópio espacial anterior . Para nos levar a esse próximo nível, você deve imaginar que novas tecnologias teriam que ser desenvolvidas para que este telescópio super enorme fosse inovador. Você estaria certo.
De fato, os engenheiros tiveram que usar um pouco de unobtainium para construir o chassi único, a espinha dorsal que manterá a espaçonave unida.
Unobtainium não é apenas o nome do material extraído no filme de James Cameron "Avatar". É uma palavra usada em engenharia - e às vezes ficção - para descrever qualquer material ou dispositivo extremamente raro, dispendioso ou fisicamente impossível, necessário para cumprir um determinado projeto para um determinado aplicativo.
O chassi do JWST - chamado de Módulo de Instrumento de Ciência Integrado ISIM - é feito de um material composto nunca antes fabricado, que teve que suportar as temperaturas super-frias que ele encontrará quando o observatório atingir sua órbita 1,5 milhão de quilômetros (930.000 milhas). ) da Terra.
O ISIM acabou de passar por um teste extremamente importante, sobrevivendo a temperaturas que caíram até 27 Kelvin (-411 graus Fahrenheit), mais frias que a superfície de Plutão durante um ciclo de testes no Space Environment Simulator de Goddard - uma câmara de vácuo térmico de três andares que simula as condições de temperatura e vácuo encontradas no espaço.
A equipe do Goddard Space Flight Center, encarregada de construir o chassi, precisava de um material que assegurasse que os vários instrumentos do JWST mantivessem um alinhamento e estabilidade criogênicos precisos, mas sobrevivessem às forças gravitacionais extremas experimentadas durante o lançamento.
O teste foi realizado para descobrir se a estrutura do tamanho de um carro se contraiu e distorceu como previsto quando esfriou da temperatura ambiente para o frio - muito importante, pois os instrumentos científicos devem manter um local específico na estrutura para receber a luz coletada pelos 6,5 do telescópio. espelho primário de 2 metros (21,3 pés). Se a estrutura encolher ou distorcer de forma imprevisível devido ao frio, os instrumentos não estarão mais em posição de coletar dados sobre tudo, desde os primeiros brilhos luminosos após o Big Bang até a formação de sistemas estelares capazes de sustentar a vida.
Quando eles começaram, não havia nada lá fora que se encaixasse remotamente na descrição do que era necessário. Então, isso deixou uma alternativa: desenvolver seu próprio material manufaturado, que os membros da equipe se referiram brincando como "unobtainium". Por meio de modelagem matemática, a equipe descobriu que, combinando dois materiais compósitos, poderia criar um sistema de resina de fibra de carbono / éster de cianato que seria ideal para fabricar os tubos quadrados da estrutura que medem 75 mm (3 polegadas) de diâmetro.
Durante o recente teste de 26 dias e com repetidos ciclos de testes, o conjunto em forma de treliça projetado pelos engenheiros de Goddard não quebrou. A estrutura encolheu como previsto por apenas 170 mícrons - a largura de uma agulha - quando atingiu 27 Kelvin (-411 graus Fahrenheit), excedendo em muito o requisito de projeto de cerca de 500 mícrons. "Certamente não conseguiríamos realinhar os instrumentos em órbita se a estrutura se movesse demais", disse Eric Johnson, gerente de projetos de estrutura do ISIM. "É por isso que precisamos ter certeza de que projetamos a estrutura certa".
Esse tipo de estrutura pode servir à NASA no futuro para a próxima geração além do JWST, e também pode ser um "desmembramento" que os fabricantes podem achar útil no projeto de estruturas que exigem uma alta tolerância nas condições.
Fonte: NASA Goddard
