Engenheiros e técnicos que trabalham no Telescópio Espacial James Webb concluíram com êxito a primeira medição ótica importante do espelho primário totalmente montado de Webb, chamado de teste de centro de curvatura.

Fazer uma medição óptica "antes" do espelho implantado do telescópio é crucial antes que o telescópio entre em vários estágios de testes mecânicos rigorosos. Esses testes simularão os ambientes violentos de som e vibração que o telescópio experimentará dentro de seu foguete em seu caminho para o espaço. Este ambiente é um dos mais estressantes estruturalmente e pode alterar a forma e o alinhamento do espelho principal de Webb, que pode degradar ou, no pior caso, arruinar seu desempenho.

Webb foi projetado e construído para suportar seu ambiente de lançamento, mas deve ser testado para verificar se realmente sobreviverá e não mudará de maneira inesperada. Fazer as mesmas medições ópticas antes e depois do teste do ambiente de lançamento simulado e comparar os resultados é fundamental para o desenvolvimento de Webb, garantindo que funcionará no espaço.

"Este é o único teste de todo o espelho onde podemos usar o mesmo equipamento durante um teste antes e depois, "disse Ritva Keski-Kuha, o líder de teste e vice-gerente de telescópio da NASA para Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Este teste vai mostrar se há alguma alteração ou dano ao sistema óptico."

Para realizar o teste, engenheiros ópticos montaram um interferômetro, o principal dispositivo usado para medir a forma do espelho de Webb. As ondas de luz visível têm menos de um milésimo de milímetro de comprimento, e ópticas como a de Webb precisam ser modeladas e alinhadas com ainda mais precisão do que isso para funcionar corretamente. Fazer medições da forma e posição do espelho por lasers evita o contato físico e danos (arranhões no espelho). Assim, os cientistas usam comprimentos de onda de luz para fazer medições minúsculas. Ao medir a luz refletida pela ótica usando um interferômetro, eles são capazes de medir mudanças extremamente pequenas na forma ou na posição. Um interferômetro recebe o nome do processo de registrar e medir os padrões de ondulação que resultam quando diferentes feixes de luz se misturam e suas ondas se combinam ou 'interferem'.

Durante o teste conduzido por uma equipe da NASA Goddard, Ball Aerospace of Boulder, Colorado, e o Space Telescope Science Institute em Baltimore Maryland, as condições de temperatura e umidade na sala limpa foram mantidas incrivelmente estáveis ​​para minimizar o desvio nas medições ópticas sensíveis ao longo do tempo. Mesmo assim, pequenas vibrações estão sempre presentes na sala limpa que causam tremores durante as medições, então o interferômetro é de 'alta velocidade', pegando 5, 000 'frames' a cada segundo, que é uma taxa mais rápida do que as próprias vibrações de fundo. Isso permite que os engenheiros subtraiam o jitter e fiquem bons, resultados limpos.

O teste do Centro de Curvatura mede a forma do espelho principal de Webb comparando a luz refletida dele com a luz de um holograma gerado por computador que representa o que o espelho de Webb idealmente deveria ser. Ao interferir o feixe de luz de Webb com o feixe da referência do holograma, o interferômetro compara com precisão os dois medindo a diferença com uma precisão incrível. "A interferometria usando um holograma gerado por computador é um teste óptico moderno clássico usado para medir espelhos, "disse Keski-Kuha.

Com o maior espelho de qualquer telescópio espacial, fazer essa medição é um desafio. "Passamos os últimos quatro anos nos preparando para este teste, "disse David Chaney, O principal líder de metrologia de espelho de Webb em Goddard. "Os desafios deste teste incluem o grande tamanho do espelho primário, o longo raio de curvatura, e o ruído de fundo. Nosso teste é tão sensível que podemos medir as vibrações dos espelhos devido às pessoas falando na sala. "

Após o retorno das medições do interferômetro, a equipe analisará os dados para garantir que os espelhos estejam alinhados perfeitamente antes dos testes de ambiente de lançamento. O teste do Centro de Curvatura será repetido após o teste do ambiente de lançamento e os resultados comparados para confirmar que a ótica de Webb funcionará após seu lançamento no espaço.

O telescópio espacial mais poderoso já construído, o telescópio Webb fornecerá imagens das primeiras galáxias já formadas, e explorar planetas ao redor de estrelas distantes. É um projeto conjunto da NASA, a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Canadiana.