James Webb: telas solares estendidas

A proteção térmica é essencial para o funcionamento

Telescópio espacial com o escudo de calor estendido

Hoje, 4 de janeiro de 2022, os engenheiros da NASA concluíram com sucesso a extensão da proteção solar do telescópio espacial James Webb (JWST). A proteção solar de cinco camadas, do tamanho de uma quadra de tênis, é essencial para proteger o telescópio do calor, permitindo que os instrumentos esfriem até as temperaturas extremamente baixas necessárias para cumprir seus objetivos científicos. A NASA transmitiu os eventos do tensionamento final do protetor solar, mostrando as atividades no Centro de Operações da Missão no Instituto de Ciência do Telescópio Espacial em Baltimore, Maryland. As conversas no circuito de comunicações deram uma visão da operação ocorrendo remotamente, a milhares de quilômetros da Terra.

A extensão do protetor solar era reconhecida como uma das partes mais difíceis e complicadas da configuração do JWST. Apesar dos anos de desenvolvimento e testes, é difícil prever exatamente como as camadas de Kapton e todo o cabeamento se moveriam nas condições do espaço. O protetor solar de cinco camadas protegerá o telescópio da luz e do calor do Sol, da Terra e da Lua. Cada folha de plástico é quase tão fina quanto um cabelo humano e revestida com metal reflexivo, fornecendo proteção da ordem de mais de 1 milhão FPS. Juntas, as cinco camadas reduzem a exposição do Sol de mais de 200 quilowatts de energia solar para uma fração de watt. Essa proteção é crucial para manter os instrumentos científicos do JWST a temperaturas de 40 kelvins, ou abaixo de -230º C, frios o suficiente para ver a fraca luz infravermelha. Com este sucesso, toda a equipe está compreensivelmente satisfeita.

A cinco camadas de Kapton impedem que a luz infravermelha do Sol, da Terra e da Lua, bem como a eletrônica do chassi da espaçonave, alcance os espelhos e instrumentos científicos

A confirmação final da extensão das telas solares veio dez dias depois que o JWST deixou a Terra. A quinta e última camada do ‘guarda-sol’ de 21 por 14 metros foi esticada, com o telescópio a cerca de 916.000 km de distância. Há cerca de meio metro entre as camadas, com cerca de 2 metros de altura total da proteção solar, embora o tamanho varie em diferentes pontos. Ontem, 3 de janeiro, os engenheiros do JWST começaram a tensionar as três primeiras camadas. Eles planejaram fazer apenas uma camada ontem, mas tudo correu tão bem que decidiram continuar. Ao todo, o processo de tensionamento das três primeiras camadas durou pouco mais de cinco horas e meia.

Para impedir que a luz solar atinja seus detectores infravermelhos, ele tem um sistema de telas do tamanho de uma quadra de tênis, composta de cinco camadas de filme de kapton, cada uma não mais grossa do que um saco plástico

O protetor solar – aproximadamente do tamanho de uma quadra de tênis – foi dobrado para caber dentro da coifa de cabeça do foguete Ariane 5. A equipe Webb começou a estender remotamente o protetor solar em 28 de dezembro de 2021, três dias após o lançamento. “Esta é a primeira vez que alguém tenta colocar um telescópio tão grande no espaço”, disse Thomas Zurbuchen, administrador associado da Diretoria de Missão Científica da NASA na sede da agência em Washington. “O Webb exigiu não apenas uma montagem cuidadosa, mas também extensões cuidadosas. O sucesso de sua extensão mais desafiadora – a da proteção solar – é um testemunho incrível da engenhosidade humana e habilidade de engenharia que permitirá que o telescópio alcance seus objetivos científicos. ”

O desdobramento e tensionamento da proteção solar envolveu 139 dos 178 mecanismos de liberação, setenta conjuntos de dobradiças, oito motores de extensão, cerca de 400 polias e 90 cabos individuais totalizando cerca de 400 metros de comprimento. A equipe também pausou as operações de extensão por um dia para trabalhar na otimização dos sistemas de eletricidade e motores de tensionamento, para garantir que estivesse em perfeitas condições antes de iniciar o trabalho principal de tensionamento do protetor solar. “O protetor solar é notável porque protegerá o telescópio nesta missão histórica”, disse Jim Flynn, gerente do protetor solar da Northrop Grumman, o principal contratante da NASA para a espaçonave. “Este marco representa o espírito pioneiro de milhares de engenheiros, cientistas e técnicos que passaram partes significativas de suas carreiras desenvolvendo, projetando, fabricando e testando esta tecnologia espacial inédita.”