p Cerca de 1 milhão de milhas de distância do cirurgião oftalmologista mais próximo, O telescópio espacial James Webb da NASA será capaz de aperfeiçoar sua própria visão enquanto estiver em órbita. p Embora o telescópio Webb se concentre em estrelas e galáxias a aproximadamente 13,5 bilhões de anos-luz de distância, sua visão passa por um processo semelhante ao que você faria se fosse submetido a uma cirurgia de correção de visão a laser para poder focalizar um objeto a 3 metros de distância da sala. Em órbita no segundo ponto de Lagrange da Terra (L2), longe da ajuda de um médico terrestre, Webb usará seu instrumento de câmera de infravermelho próximo (NIRCam) para ajudar a alinhar seus segmentos de espelho primário cerca de 40 dias após o lançamento, uma vez que tenham se desdobrado de sua posição retraída desalinhada e resfriado até suas temperaturas de operação.

p A cirurgia de correção da visão a laser remodela a córnea do olho para remover imperfeições que causam problemas de visão, como miopia. A córnea é a superfície do olho; ajuda a focalizar os raios de luz na retina na parte de trás do olho, e embora pareça ser uniforme e suave, pode ser deformado e marcado com amassados, covinhas, e outras imperfeições que podem afetar a visão de uma pessoa. O posicionamento relativo dos segmentos do espelho primário de Webb após o lançamento será o equivalente a essas imperfeições da córnea, e os engenheiros da Terra precisarão fazer correções nas posições dos espelhos para alinhá-los, garantindo que eles produzirão afiados, imagens focadas.

p Essas correções são feitas através de um processo chamado detecção e controle da frente de onda, que alinha os espelhos em dezenas de nanômetros. Durante este processo, um sensor de frente de onda (NIRCam, neste caso) mede quaisquer imperfeições no alinhamento dos segmentos do espelho que os impedem de agir como um único, Espelho de 6,5 metros (21,3 pés). Um cirurgião oftalmologista realizando cirurgia de correção da visão a laser guiada por wavefront (um processo que foi aprimorado pela tecnologia desenvolvida para moldar os espelhos de Webb) mede e mapeia tridimensionalmente quaisquer inconsistências na córnea. O sistema alimenta esses dados para um laser, o cirurgião personaliza o procedimento para o indivíduo, e o laser então remodela e reveste a córnea de acordo com esse procedimento.

p Os engenheiros na Terra não usarão um laser para derreter e remodelar os espelhos de Webb (sinta-se à vontade para dar um suspiro de alívio); em vez de, eles usarão o NIRCam para tirar imagens e determinar o quanto eles precisam ajustar cada um dos 18 segmentos de espelho primário do telescópio. Eles podem ajustar os segmentos do espelho por meio de movimentos extremamente minuciosos dos sete atuadores de cada segmento (minúsculos motores mecânicos) - em etapas de cerca de 1/10, 000º o diâmetro de um cabelo humano.

p O processo de detecção e controle da frente de onda é dividido em duas partes - fase grosseira e fase fina.

p Durante a fase grosseira, engenheiros apontam o telescópio em direção a uma estrela brilhante e usam NIRCam para encontrar qualquer deslocamento grande entre os segmentos do espelho (embora "grande" seja relativo, e, neste caso, significa meros milímetros). NIRCam tem uma roda de filtro especial que pode selecionar, ou filtro, elementos ópticos específicos que são usados ​​durante o processo de fase grosseira. Enquanto Webb olha para a estrela brilhante, Grismas na roda do filtro espalharão a luz branca da estrela em um detector. Grisms, também chamados de prismas de grade, são usados ​​para separar a luz de diferentes comprimentos de onda. Para um observador, esses diferentes comprimentos de onda aparecem como segmentos de linha paralela em um detector.

p "A luz de cada segmento interfere nos segmentos adjacentes, e se os segmentos não estiverem alinhados melhor do que um comprimento de onda de luz, essa interferência aparece como padrões de pólo de barbeiro, "explicou Lee Feinberg, gerente de elemento de telescópio óptico para o telescópio Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "A análise dos padrões das hastes do barbeiro diz aos engenheiros como mover os espelhos."

p Durante a fase fina, os engenheiros focalizarão novamente o telescópio em uma estrela brilhante. Desta vez, eles usarão o NIRCam para tirar 18 imagens fora de foco daquela estrela - uma de cada segmento do espelho. Os engenheiros, então, usam algoritmos de computador para determinar a forma geral do espelho primário a partir dessas imagens individuais, e determinar como eles devem mover os espelhos para alinhá-los. Esses algoritmos foram previamente testados e verificados em um modelo de escala 1/6 da óptica de Webb, e o telescópio real experimentou este processo dentro do criogênico, ambiente sem ar da Câmara A no Johnson Space Center da NASA em Houston. Os engenheiros passarão por várias sessões de ajuste fino até as 18 separadas, imagens fora de foco tornam-se um único imagem clara.

p Depois que os engenheiros alinharam os segmentos de espelho primários, eles devem alinhar o espelho secundário ao primário, em seguida, alinhe os espelhos primário e secundário com o espelho terciário e os instrumentos científicos. Embora os engenheiros concluam o alinhamento inicial com NIRCam, Feinberg explicou que eles também testam o alinhamento com outros instrumentos de Webb para garantir que o telescópio esteja alinhado "em todo o campo".

p Espera-se que todo o processo de alinhamento leve vários meses, e assim que Webb começar a fazer observações, seus espelhos precisarão ser verificados a cada poucos dias para garantir que ainda estejam alinhados - assim como alguém que se submeteu a uma cirurgia de correção da visão a laser irá agendar visitas regulares ao oftalmologista para ter certeza de que sua visão não está degradada.

p O Telescópio Espacial James Webb, o complemento científico para o telescópio espacial Hubble da NASA, será o principal observatório espacial da próxima década. Webb é um projeto internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e CSA (Agência Espacial Canadense).