Lançamento do telescópio espacial James Webb no dia de Natal de 2021

Uma prenda de Natal de última hora para todos os interessados na exploração do Universo. Devido a condições meteorológicas adversas, o lançamento do telescópio espacial James Webb foi adiado para a manhã de Natal, 25 de dezembro de 2021, às 12H20 (hora portuguesa). O telescópio será lançado pelo foguetão de fabrico europeu Ariane 5 a partir da base de Kourou, na Guiana Francesa.

Ariane5 em Kourou, pronto para o lançamento. Créditos de imagem: ESA/CNES/Arianespace

O James Webb Space Telescope começou a ser desenvolvido nos anos 90, pensando-se na altura que estaria terminado em 2007. Finalmente, após grande expectativa da comunidade, está agora pronto, 14 anos após a previsão inicial e com um custo 10 vezes superior ao estimado inicialmente. É um grande projeto científico e tecnológico, envolvendo milhares de engenheiros e cientistas, tendo levado à criação de nova tecnologia. É liderado pela NASA em colaboração internacional com a indústria, a ESA (Agência Espacial Europeia) e a Agência Espacial Canadiana, contando com colaboradores em 300 universidades e empresas de 14 países e 29 estados dos EUA. O seu nome é uma homenagem ao antigo diretor da NASA James E. Weeb, que liderou a organização na época dos voos tripulados dos projetos Mercury e Gemini até ao inicio do programa Apollo, sendo o nome original do projeto NGST (Next Generation Space Telescope).

O JWST é o sucessor do telescópio Hubble (HST), que está em órbita há já 31 anos. Em contraste com o HST, que orbita a Terra a apenas 500 Km de altitude, o JWST vai ser lançado para muito longe, para o ponto de Lagrange L2, onde ficará a orbitar o Sol a cerca de 1,5 milhões de quilómetros da Terra, ou seja quase 4 vezes mais longe do que a Lua, sendo portanto impossível enviar eventuais missões de reparação para lá, como tem sido feito com o HST. O espelho primário do JWST é também muito maior do que o do HST, tendo 6,5 m de diâmetro, um valor da ordem de grandeza dos grandes telescópios terrestres.

Os componentes principais do JWST: o grande espelho primário com o módulo dos instrumentos por detrás, o espelho secundário e o escudo solar

O JWST contém 4 instrumentos científicos, sensíveis a diferentes frequências de radiação infravermelha, que receberão a radiação coletada pelo telescópio. É portanto um telescópio especializado em detecção de radiação infravermelha com resolução e sensibilidade sem precedentes. Os seus instrumentos irão formar imagens (fotometria) e espetros (espetroscopia) de objetos astronómicos no infravermelho. Por esta razão, o satélite tem de ser mantido a temperaturas muito baixas (a -233 graus centígrados), caso contrário os seus componentes iriam também emitir radiação térmica no infravermelho, que interfeririam com as observações astronómicas.

Os 4 instrumentos do JWST na sala limpa

A radiação infravermelha de objetos astronómicos é muito difícil de observar nos telescópios terrestres, pois é absorvida pelo vapor de água na atmosfera, mas grande interesse para a investigação astrofísica dos aspetos mais longínquos do Universo aos mais próximos. Os objetivos científicos do JWST são exatamente nessas duas área extremas. Por um lado, conseguir observar a formação das primeiras estrelas e galáxias, há mais de 13,5 mil milhões de anos, na chamada época de reionização. A luz ultravioleta e visível emitida por esses primeiros objetos luminosos foi “desviada para o vermelho” pela expansão do universo (o chamado efeito de redshift) e por isso só pode ser observada hoje como luz infravermelha. Por outro lado, o JWST vai também observar as muito menos distantes regiões nebulosas onde se formam as estrelas recentes e os proto-sistemas planetários, com o objetivo de estudar as propriedades físicas e químicas dos sistemas planetários, e investigar o potencial para as origens da vida nesses sistemas. Por estarem envolvidas por poeiras só é possível olhar para dentro dessas regiões com detectores de infravermelhos.

O JWST vai observar a época de reionização, quando se formaram as primeiras estrelas e galáxias no Universo, a 13,5 mil milhões de anos

Aguarda-se então com grande expectativa o lançamento e o inicio das observações. Após o lançamento, o JWST vai demorar 1 mês a chegar à sua órbita em L2. Um aspecto interessante é que o telescópio é muito grande e para caber na cápsula do foguetão tem de ir dobrado, quer a estrutura, quer o próprio espelho principal que é formado por vários segmentos. Durante a longa viagem para L2 o telescópio vai-se sucessivamente abrindo, como um “transformer”. Uma vez em órbita, os primeiros 5 meses serão passados a ligar os instrumentos e calibrá-los com um programa de observações preliminares.

O JWST arrumado no foguetão

Finalmente, no final de Junho de 2022, as observações científicas poderão começar, e ajudar-nos a entender as origens do universo e o nosso lugar nele.

Para assistir ao lançamento em direto, visite: https://www.youtube.com/watch?v=7nT7JGZMbtM

Para obter mais informações sobre o JWST, visite: www.nasa.gov/webb