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As inovações tecnológicas que o James Webb deixa para a humanidade

·4 min de leitura
As inovações tecnológicas que o James Webb deixa para a humanidade
As inovações tecnológicas que o James Webb deixa para a humanidade

Não há dúvidas que, assim que o Telescópio Espacial James Webb entrar em operação, será o principal e mais avançado instrumento científico fora da Terra construído pelo homem. Mas o que pouca gente sabe é que as novas tecnologias desenvolvidas para sua construção já estão rendendo frutos.

Ao projetar o Webb, os engenheiros tiveram que imaginar um telescópio diferente de qualquer um que já foi construído antes. Por isso, grande parte da sua tecnologia teve que ser concebida, projetada e construída praticamente do zero. E algumas dessas inovações já estão sendo usadas para beneficiar a humanidade, tanto na exploração espacial, como em muitas outras áreas.

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Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do James Webb
Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do James Webb. Créditos: NASA/JPL-Caltech

ASICs – Circuitos Integrados de Aplicação Específica

Um exemplo é a tecnologia conhecida como ASICs, desenvolvida para o James Webb, mas que ajudou no reparo do Telescópio Espacial Hubble. Os ASICs, ou Circuitos Integrados de Aplicação Específica, permitem que toda uma unidade eletrônica seja condensada em um pequeno pacote. Em 2009, a NASA implantou ASICs para reparar a câmera do Hubble, que até hoje nos fornece visões fantásticas do Universo.

Sensor ASIC implantado no Telescópio Espacial Hubble.
Sensor ASIC implantado no Telescópio Espacial Hubble. Créditos: Teledyne Imaging Systems

Sensor HAWAII-2RG

Outra tecnologia do Web implantada no Hubble foi o sensor HAWAII-2RG. Todo telescópio que trabalha com longas exposições precisa de um sistema de guiagem, que monitora, em tempo real, uma estrela de referência e aciona pequenas correções no apontamento caso note que ele está saindo do lugar. Esse monitoramento exige uma câmera de alta sensibilidade, capaz de captar a luz de estrelas tênues em poucos milésimos de segundo.

Sensor HAWAII-2RG desenvolvido para o Webb e utilizado nas câmeras de guiagem do Hubble e de diversos outros telescópios espaciais
Sensor HAWAII-2RG desenvolvido para o Webb e utilizado nas câmeras de guiagem do Hubble e de diversos outros telescópios espaciais. Créditos: Teledyne Imaging Systems

Atualmente, o Hubble e várias outras missões da NASA utilizam o sensor HAWAII-2RG, desenvolvido para o James Webb, na câmera de guiagem dos seus telescópios. Além de extremamente sensível, o sensor opera tanto na luz visível quanto na infravermelha, e tem uma resolução de 4 Megapixels, o que é muito bom para uma câmera de guiagem.

Backplane

O backplane do James Webb é a estrutura que sustenta os espelhos do telescópio e suporta as 2,4 toneladas entre óptica e instrumentos. É a espinha dorsal do Webb, que tem que ser leve e firme, para permanecer completamente imóvel enquanto os espelhos se movem para observar o espaço profundo. Ao mesmo tempo, deve ser resistente para suportar as enormes forças e vibrações durante seu lançamento.

Backplane do James Webb
Backplane do James Webb. Créditos: NASA/JPL

Essa estrutura só foi possível graças ao desenvolvimento de novos materiais, compostos avançados de grafite combinados com titânio e conexões de invar (uma liga de ferro e níquel), que devem estabilizar o backplane em 1 décimo de milésimo da espessura de um fio de cabelo em temperaturas abaixo de 240 graus negativos.

Os espelhos mais leves

O próprio espelho principal do James Webb já é, além de lindo, uma grande evolução tecnológica. Sua fabricação com berílio, revestido por uma finíssima camada de ouro, resultou em um espelho otimizado para operar no infravermelho, além de ser muito leve, com uma densidade 10 vezes menor que a do espelho do Hubble.

Espelho primário do James Webb composto por 18 células em berílio revestidas por uma finíssima camada de ouro
Espelho primário do James Webb composto por 18 células em berílio revestidas por uma finíssima camada de ouro. Créditos: NASA/Chris Gunn

Refrigerador Criogênico

Outra inovação essencial para o Webb foi seu refrigerador criogênico, capaz de resfriar o MIRI, o Instrumentos de Infravermelho Médio do telescópio, para a temperatura de 266 graus negativos, apenas 7 graus acima do zero absoluto. Essa temperatura é necessária para o correto funcionamento desse instrumento, que é sensível a qualquer emissão de calor.

Refrigerador criogênico do James Webb, capaz de refrigerar o MIRI a até 266°C negativos
Refrigerador criogênico do James Webb, capaz de refrigerar o MIRI a até 266°C negativos. Créditos: NASA/JPL-Caltech

Matriz de micro-obturadores

Os micro-obturadores do James Webb é outra nova tecnologia desenvolvida especialmente para ele. É basicamente uma matriz com milhares de pequenas janelas, cada uma da largura de um fio de cabelo e programáveis para serem abertas ou fechadas, permitindo a medição do espectro de centenas de objetos simultaneamente.

Matriz de micro-obturadores do Espectrômetro de Infravermelho Próximo do James Webb
Matriz de micro-obturadores do Espectrômetro de Infravermelho Próximo do James Webb. Créditos: NASA

Tecnologia do Webb auxilia na cirurgia ocular LASIK

Entre essas e diversas outras inovações geradas pelo James Webb, algumas tiveram benefícios inesperados. Para alcançar a qualidade necessária nos espelhos do telescópio, os engenheiros desenvolveram uma tecnologia para medir com precisão e rapidez os espelhos, para orientar seu desbaste e polimento. Essa mesma tecnologia foi adaptada para criar mapas de alta definição dos olhos humanos e, desde então, isso aumentou a precisão da cirurgia de correção ocular conhecida como LASIK.

Mesma tecnologia desenvolvida para mapear os espelhos do James Webb utilizada na cirurgia ocular LASIK
Mesma tecnologia desenvolvida para mapear os espelhos do James Webb utilizada na cirurgia ocular LASIK. Créditos: NASA

Como vocês podem ver, mesmo antes de nos oferecer uma visão sem precedentes do Cosmos, o James Webb já contribuiu bastante no desenvolvimento científico e tecnológico da humanidade, provando assim, que o investimento de 10 bilhões de dólares no seu desenvolvimento não será apenas dinheiro jogado no espaço.

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