Telescópio espacial Hubble 1

Telescópio espacial Hubble

Telescópio Espacial Hubble

O Telescópio Espacial Hubble, visto do Ônibus Espacial Columbia durante a Missão de Serviço 3B (STS-109)Informações Gerais

Nomes Alternativos: HST, Space Telescope

Tipo de Telescópio: Refletor Ritchey-Chretien

Lançamento: 24 de Abril de 1990

Veículo de Lançamento: Discovery - STS-31

Desativação do telescópio: depois de 2020

N° NSSDC: 1990-037B [1]

Massa: 11,110 kg

Informações do telescópio

Altitude: 589 km

Comprimento de onda: Luz visível, raios gama, raios-X, infravermelho

Diâmetro: 2.4 m

Instrumentos

O Telescópio Espacial Hubble é um satélite astronômico, artificial não tripulado que transporta um grandetelescópio para a luz visível e infravermelha. Foi lançado pela agência espacial estadunidense - NASA em 24 de abrilde 1990, a bordo do Vaivém Espacial (No Brasil: Ônibus espacial) Discovery (missão STS-31). Este telescópio járecebeu três visitas espaciais da NASA para a manutenção e para a substituição de equipamentos obsoletos ouinoperantes.O Telescópio Espacial Hubble é a primeira missão da NASA pertencente aos Grandes Observatórios Espaciais -(Great Observatories Program), consistindo numa família de quarto Observatórios Orbitais, cada um observando oUniverso em um comprimento diferente de onda, como a luz visível, raios gama, raios-X e o infravermelho.

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História

Lyman Spitzer, o "pai" do Telescópio Espacial.

Imaginado nos anos 40, projetado e construído nos anos 70 e 80 e emfuncionamento desde 1990, o Telescópio Espacial Hubble, foi batizadoem homenagem a Edwin Powell Hubble, que revolucionou aAstronomia, ao constatar que o Universo estava se expandindo.

Pela primeira vez era possível ver mais longe do que as estrelas danossa própria galáxia e estudar estruturas do universo até entãodesconhecidas ou pouco observadas. O Hubble, de uma forma geral,deu à civilização humana uma nova visão do universo e um saltoequivalente ao dado pela luneta de Galileu Galilei no século XVII.

Desde a concepção original, em 1946, a iniciativa de construir umtelescópio espacial sofreu inúmeros atrasos e problemas orçamentais.Logo após o lançamento para o espaço, o Hubble apresentou umaaberração esférica no espelho principal que parecia comprometer todasas potencialidades do telescópio. Porém, a situação foi corrigida numamissão especialmente concebida para a reparação do equipamento, em1993, voltando o telescópio à operacionabilidade, tornando-se numa

ferramenta vital para a astronomia.

Atualmente, o futuro do Hubble apresenta-se incerto. Embora o Congresso dos Estados Unidos da América disponhade fundos para reparar o telescópio em Julho de 2005, é possível que seja cancelada, novamente, uma missão deserviço. Sem a necessária intervenção, o Hubble irá reentrar na atmosfera da Terra algures no ano 2010,possivelmente sendo substituído pelo seu sucessor, o James Webb Space Telescope, com data prevista delançamento para 2013.

Concepção e objetivos

O Telescópio Espacial Hubble visto do Ônibus espacial Discoverydurante a missão STS-82.

A história do Telescópio Espacial Hubble remonta aoano de 1946, quando o astrónomo Lyman Spitzerescreveu um documento intitulado Vantagensastronómicas de um observatório extraterrestre. Aídiscorriam as duas grandes vantagens oferecidas porum observatório espacial relativamente aos telescópiosterrestres: primeiro, a resolução óptica (distânciamínima de separação entre objetos na qual elespermaneçam claramente distintos) estaria limitadaapenas por difração, em oposição aos efeitos daturbulência da atmosfera que provocam o cintilamentodas estrelas, conhecido entre astrónomos como visão.Os telescópios terrestres estão tipicamente limitados aresoluções de 0,5–1,0 segundos de arco (arcsec),comparativamente aos valores teóricos de resolução dedifracção limitada de cerca de 0,1 arc para umtelescópio com um espelho de 2,5 m em diâmetro. A segunda maior vantagem seria a possibilidade de observar luzinfravermelha e ultravioleta, cuja grande parte é absorvida pela atmosfera.

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Spitzer empenhou-se, ao longo da sua carreira, em impulsionar o desenvolvimento dos telescópios espaciais. Em1962 surge um relatório da Academia Nacional de Ciências (EUA) recomendando o desenvolvimento de umtelescópio espacial como parte integrante do programa espacial e, em 1965, Spitzer foi indicado como dirigente docomitê para a definição de objetivos científicos para um telescópio espacial de grandes dimensões.

Vista explodida do telescópio (em inglês).

A astronomia baseada no espaço estava apenas noinício nos anos seguintes à Segunda Guerra Mundial;os cientistas estudavam e utilizavam as tecnologias depropulsão que tiveram lugar durante esse período. Osprimeiros espectros ultravioleta do Sol foram obtidosem 1946. Em 1962 seria lançado pelo Reino Unido umtelescópio em órbita solar com parte do programaespacial Ariel, e 1966 veria o lançamento do primeiroObservatório Astrônomico Orbital (OAO), da NASA,cujas baterias apresentariam falhas após três dias,terminando a missão; mais tarde, o OAO-2, o projetosucessor, permitiu fazer observações ultravioleta das

estrelas e galáxias desde o seu lançamento em 1968 até 1972, prazo muito além do tempo de vida planejado deapenas um ano.

As missões OAO comprovaram o papel fundamental que as observações baseadas no espaço poderiam desempenharna astronomia e, ainda em 1968, a NASA esboçaria um telescópio refletor baseado no espaço, com um espelho de3m de diâmetro, provisoriamente designado de Grande Telescópio Orbital ou Grande Telescópio Espacial (LST),com data prevista de lançamento para 1979. Os planos enfatizavam a necessidade de missões tripuladas para amanutenção do telescópio, por forma a justificar um investimento tão caro mediante um tempo de vida extenso, e osprojetos em redor da tecnologia reutilizável do Vaivém Espacial indicavam que tal seria possível em pouco tempo.

A odisseia pelo financiamentoO continuado sucesso do programa OAO encorajava um forte e cada vez maior consenso entre a comunidadeastronômica de que o LST devia ser a meta principal. Em 1970 a NASA estabeleceu dois comitês, um para planejaros aspectos de engenharia do projeto, e o outro para estabelecer metas científicas para a missão. Uma vezestabelecidos esses comitês, o próximo desafio da NASA seria obter financiamento para a construção desteinstrumento que seria, de longe, muito mais caro que qualquer outro telescópio terrestre. O Congressoestado-unidense questionou muitos aspectos do orçamento proposto para o telescópio e impôs cortes orçamentais nasfases de planejamento que, na altura, consistiam em estudos muito detalhados sobre quais instrumentos e hardwaredeveriam ser incluídos no telescópio. Em 1974, cortes no setor público instigados por Gerald Ford forçariam oCongresso a cortar todo o financiamento para o projeto.Em resposta ao sucedido, surgiu um esforço internacional de pressão coordenado entre astrônomos. Muitosencontraram-se pessoalmente com congressistas e senadores, e muitas campanhas de baixo-assinado foramorganizadas. A Academia Nacional de Ciências publicou um relatório enfatizando a necessidade de um telescópioespacial, e eventualmente o Senado teria concordado com um orçamento que seria metade daquele que o Congressorecusara.As dificuldades em obter o financiamento levaram à redução da escala do projeto, reduzindo o diâmetro do espelho de 3m para 2,4m, quer para reduzir custos, quer para permitir uma mais compacta configuração do hardware telescópico. Foi descartado um protótipo de menores dimensões (1,5m), que seria concebido para testar os sistemas a utilizar no satélite principal, e as preocupações com o orçamento despertaram a colaboração da Agência Espacial Europeia. A ESA concordou em fornecer alguns dos instrumentos para o telescópio, bem como as células solares que lhe iriam fornecer energia, suportando também 15% dos custos, em troca da garantia de 15% do tempo de

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observação para astrónomos europeus. O Congresso aprovaria o financiamento de 36 000 000 de dólares para 1978,e o desenho do LST iniciou-se de imediato, agendado o lançamento para 1983. Durante a década de 1980, otelescópio foi batizado em homenagem a Edwin Hubble, pelas suas descobertas revolucionárias no século XX, comoa expansão do universo.

Construção

Primeiros estágios da construção do Hubble.

Assim que foi dada luz verde ao projeto, os trabalhosda fase de construção foram divididos por diversasinstituições. O Marshall Space Flight Center ficouresponsável pelo controle geral dos instrumentoscientíficos e como centro de controle terrestre durante amissão. O centro Marshall incumbiu a Perkin-Elmer,uma companhia do ramo da óptica, de conceber omecanismo de montagem do telescópio (OpticalTelescope Assembly - OTA) e os sensores de navegação(Fine Guidante Sensors) para o telescópio espacial. ALockheed ficou responsável pela construção da naveespacial em que o telescópio ficaria alojado [2]

MontagemOs sistemas relacionados com a óptica e espelhos do telescópio representavam a parte crucial, e seriam concebidossegundo especificações muito rígidas. Em média, os telescópios usam espelhos polidos para uma precisão de cercade um décimo do comprimento de onda da luz visível; porém, uma vez que o Telescópio Espacial seria utilizadopara observações na gama dos ultravioleta aos infravermelhos com uma resolução dez vezes superior aos telescópiosantecessores, o espelho deste teria que ser polido para uma precisão de 1/20 do comprimento de onda da luz visível,ou 30 nanómetros.

Polimento do espelho primário do Hubble feito pela Perkin-ElmerCorporation, Danbury, Connecticut, maio de 1979.

A Perkin-Elmer planeava utilizar maquinaria assistidapor computador extremamente sofisticada paratransformar o espelho segundo as especificaçõesimpostas, mas para o caso da sua tecnologia de pontaapresentar dificuldades, a Kodak estava tambémcontratada para construir um espelho de salvaguardautilizando as técnicas de polimento tradicionais. Aconstrução do espelho foi iniciada a 1979, utilizandovidro de expansão ultra-reduzida. Para reduzir aomáximo o peso do espelho, este foi condicionado numaespécie de sandwich com duas placas de cerca de umapolegada de altura e uma estrutura em forma decolmeia no meio.

O polimento prolongou-se de 1979 até Maio de 1981.Mais tarde, relatórios da NASA questionavam a estrutura intermédia proposta pela Perkin-Elmer, o que acarretoucomplicações ao nível da agenda e do orçamento. O espelho estaria concluído nos finais de 1981 com o acrescentode um revestimento reflectivo em alumínio, de espessura de 75 mm, e outro revestimento protector de fluoreto demagnésio, de 25 mm de espessura, o que permitia aumentar a reflexão da luz ultravioleta.

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Subsistiam, porém, dúvidas sobre a competência da Perkin-Elmer num projecto desta importância, já que oorçamento e agenda para concluir o OTA continuavam a aumentar. Em resposta a esta agenda, descrita como "nãodelineada e diariamente alterada", a NASA adiou o lançamento do telescópio para Abril de 1985. A agenda daPerkin-Elmer continuou a inflar, a uma taxa de cerca de um a cada três meses, tendo-se mesmo verificado,esporadicamente, atrasos de um dia por cada dia de trabalho. Face a isto, a NASA foi forçada a reagendar olançamento para 1 de Março e, mais tarde, para Setembro de 1986. Por esta altura, o custo total do projecto tinhaatingido 1175 bilhões[2].

Sistemas de navegaçãoA nave espacial, na qual seriam alojados o telescópio e os instrumentos, representava outro grande desafio para aengenharia. Teria que suportar adequadamente mudanças frequentes entre a luz directa do Sol e a escuridão dasombra da Terra — que provocavam mudanças bruscas na temperatura — enquanto pudesse permanecer estável osuficiente para permitir o direccionamento extremamente preciso do telescópio.

Da câmara aos cientistas

Transmissão para a Terra

Uma das mais famosas imagens do Hubble, "Pilares da Criação"mostrando as estrelas formando a Nebulosa da Águia.

Os dados recolhidos pelo Hubble são inicialmentearmazenados na nave. À data do seu lançamento, oequipamento de armazenamento consistia em (agora)velhos gravadores de tape (cassete), sendo substituídospor dispositivos não-mecânicos durante as missões deassistência 2 e 3A. Depois de armazenados, os dadossão transferidos para as instalações na Terra através deuma rede de satélites concebida para que outrossatélites em órbitas baixas possam comunicar com asrespectivas instalações de controle de missão durantecerca de 85% do seu tempo em órbita. Esta rede desatélites foi baptizada de Tracking and Data RelaySatellite System (TDRSS). Os dados são entãoretransmitidos para as estações terrestres do TDRSS e,posteriormente, para o Goddard Space Flight Centerpara arquivação.

Arquivo

Todos os dados recolhidos pelo Hubble são eventualmente disponibilizados ao público no site http:/ / archive. stsci.edu/ hst. Porém, o acesso a esses dados é restringido, durante um ano, ao Investigador Principal e alguns outrosastrónomos por ele designados. No entanto, o Principal pode requerer junto do STScI o alargamento deste prazo.

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Galáxias distantes no espaço profundo, em uma fotografia HubbleUltra Deep Field.

As observações realizadas durante o tempo atribuídosão publicadas imediatamente, sem prazo. Dados sobrea calibragem dos instrumentos e outras framesinutilizadas são também publicadas sem qualqueratraso. Toda informação constante neste arquivoencontra-se no formato FITS, muito recomendado paraanálise astronómica, mas não para utilizaçãogeneralizada. O Hubble Heritage Project processa epublica uma pequena selecção das imagens maisimpressionantes nos formatos JPEG e TIFF.

Redução do pipeline

Os dados astronómicos recolhidos com CCDs devemser processados/calibrados em várias operações atéestarem preparados para análise astronómica. O STScIdesenvolveu software sofisticado que automaticamentecalibra os dados sempre que são requisitados doarquivo, usando os melhores ficheiros de calibraçãopossíveis. Este processamento em tempo real implica que requisições de grandes volumes de dados podem demorarum dia ou mais para serem processadas e devolvidas. Este processo de calibração automática é designado de reduçãodo pipeline, e é cada vez mais comum nos observatórios.

No entanto, os próprios astrónomos podem requisitar os ficheiros de calibração e executar o sofware de redução dopipeline localmente, aconselhável quando é necessário utilizar outros ficheiros de calibração que não aquelesseleccionados automaticamente.

Análise dos dadosA análise dos dados recolhidos pelo Hubble pode realizar-se através de vários pacotes, embora o STScI tenhaconcebido o STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) especialmente para isso. Além de incluirtodas as ferramentas necessárias ao processo de redução do pipeline (para os ficheiros em bruto), dispõe também devárias outras ferramentas de processamento de imagem, especializadas para o tipo de dados recolhidos pelo Hubble.O software é executado como um módulo do IRAF, um programa de redução de dados astronómicos muito popularque é executado em várias variantes de Linux e MacOS X.

Primeiras ImagensApós sua montagem no espaço, em 1990 as estações em terra passaram a captar as imagens transmitidasligeiramente embaçadas, e durante algum tempo pensou-se que se tratava de um limite de nitidez compatível com opequeno diâmetro do espelho principal 2,40 m.Essas aberrações focais encontradas eram comuns também nos telescópios terrestres fato esse que animou osengenheiros que acreditavam ter resolvido um problema secular com o mecanismo de autofocalização adaptados naslentes dos observatórios terrestres.

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Erro fundamentalEnquanto partes do telescópio, como o grande espelho, foram idealizados para captar ondas numa freqüência visível,o restante das lentes foram projetadas para operar no infravermelho isso é a mesma radiação usada na visão noturna.Essa diferença nas distâncias focais foi a causa da miopia do Telescópio Hubble e enquanto não descobriam a causa,as imagens dos observatórios terrestres, obtidas com espelhos de 8 m de diâmetro, eram iguais ou melhores às dotelescópio espacial (miope). O embaçamento tido como um efeito original, só foi percebido algum tempo depois aochecarem as informações com os fornecedores das lentes, o que causou grande dissabor por parte da comunidadecientífica, tendo em vista que a partir das primeiras imagens "notadamente borradas", se adiantaram defendendoteses e tecnologias fundamentadas no que viam.

Perdas irrecuperáveis

SN 1987 com seus misteriosos anéis, descobertosem 1994.

Muitos foram os transtornos causados pela miopia do Hubble, entreeles, o mais significativo foram as perdas irrecuperáveis para a ciência,devido a falta de acompanhamento da propagação da lâmina de luz quedeu origem a supernova de 1987 ocorrida na Nuvem de Magalhães há170.000 anos. Com o surgimento dos incomuns anéis entorno, vistospela primeira vez em 1994 com suas lentes já corrigidas.

Esse, um fenômeno raríssimo no universo observável, acontecido nosquintais da Via Láctea, deixou a comunidade astronômica internacionalsem respostas ao questionamento:

Se os anéis são produto da explosão ou se já existiam antes?

Ver também

• Missões de serviço• Hubble Deep Field• Exploração espacial• Telescópio Espacial CoRoT

Ligações externas• Site da NASA dedicado ao Hubble [3] (em inglês)• Site da ESA dedicado ao Hubble [4] (em inglês)• Space Telescope Science Institute [5] (em inglês)• Site da NASA sobre o Hubble para o público [6] (em inglês)• Arquivo de dados do Hubble [7] (em inglês)• Vídeo por Dailymotion [8] (em inglês)

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Referências[1] http:/ / nssdc. gsfc. nasa. gov/ nmc/ masterCatalog. do?sc=1990-037B[2] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Telesc%C3%B3pio_espacial_hubble#nota_Dunar[3] http:/ / hubble. nasa. gov/[4] http:/ / www. spacetelescope. org/[5] http:/ / www. stsci. edu/[6] http:/ / hubblesite. org/[7] http:/ / archive. stsci. edu/ hst[8] http:/ / www. dailymotion. com/ user/ spacetelescope_org/ video/ x7iowj_hubblecast-23-special-seeing-the-in_tech

Fontes e Editores da Página 9

Fontes e Editores da PáginaTelescópio espacial Hubble  Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=19228984  Contribuidores: Alchimista, Alexandro D. Almeida, Blamed, Campani, ChristianH, Ciro,CommonsDelinker, Conhecer, CostaJES, Danielpa, Dantadd, Darwinius, Delemon, Emerson Lara, Epinheiro, Felipe Menegaz, GOE, GRS73, Gustavo Siqueira, Heitor C. Jorge, Inox, JCOlivie,Japf, Jeferson, LeonardoRob0t, Lucas Brandão, Lula chefe do mensalão, Marcelo-Silva, Mikael Carrara, Mosca, Mschlindwein, Nuno Tavares, OS2Warp, Pikolas, Porantim, Reynaldo, Robertode Lyra, Rossicev, Selenium, Tumnus, Vini 175, Vinicius.neves, Wilson simão, 80 edições anónimas

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