p Engenheiros do Johnson Space Center da NASA em Houston usaram ondas de luz para alinhar os segmentos espelhados do Telescópio Espacial James Webb entre si, então eles agem como um único, espelho monolítico no frio criogênico da icônica Câmara A. p Parte dos testes criogênicos em andamento do telescópio Webb na Câmara A em Johnson inclui o alinhamento, ou "faseamento, "os 18 segmentos de espelho primário em formato hexagonal do telescópio para que funcionem como um único espelho de 6,5 metros. Todos esses segmentos devem ter a posição correta e a curvatura correta; caso contrário, o telescópio não será capaz de focar com precisão seus alvos celestiais.

p Alinhando os espelhos

p Para medir a forma do espelho principal do telescópio Webb, engenheiros usam um dispositivo de teste chamado interferômetro, que ilumina um laser no espelho. Porque o espelho é segmentado, requer um interferômetro especialmente projetado, conhecido como interferômetro de múltiplos comprimentos de onda, que permite aos engenheiros usar duas ondas de luz ao mesmo tempo, explicou Lee Feinberg, gerente de elemento de telescópio óptico para o telescópio Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

p O interferômetro divide a luz laser em duas ondas separadas. Uma dessas ondas atravessa uma lente e reflete no espelho primário; a outra onda atua como uma referência. A onda refletida interfere (atende) a onda de referência, e os engenheiros analisam a onda combinada que resulta dessa interferência. "Ao analisar o sinal de interferência, engenheiros determinam a forma do espelho e o alinhamento dos espelhos, "explicou Feinberg.

p Quando os engenheiros precisam ajustar as posições e formas dos segmentos do espelho para obter um alinhamento preciso, eles usam os sete atuadores (minúsculos motores mecânicos) fixados na parte traseira de cada um dos segmentos do espelho. Para cada segmento, seis desses atuadores são colocados em grupos de dois, em três pontos igualmente espaçados ao longo da parte externa do espelho (para ajustar a posição do segmento), e um é preso a seis suportes que são conectados a cada um dos cantos do segmento de espelho hexagonal (para ajustar a forma do segmento).

p Os atuadores em cada segmento do espelho são capazes de movimentos extremamente minuciosos, que permitem aos engenheiros alinhar todo o espelho primário, ajustando com precisão cada segmento do espelho. "Eles podem se mover em etapas que são uma fração do comprimento de onda da luz, ou cerca de 1/10, 000º do diâmetro de um cabelo humano, "explicou Feinberg.

p Esses atuadores também podem ser usados ​​para remodelar com precisão cada segmento do espelho para garantir que todos eles coincidam uma vez alinhados. A capacidade de alterar o alinhamento e a forma do espelho é crítica porque o espelho deve ser desdobrado de sua posição retraída não alinhada quando o telescópio é aberto. Este teste verifica se os atuadores têm amplitude de movimento suficiente, uma vez que estão no espaço, em sua temperatura operacional de cerca de 40 K (ou cerca de 388 graus Fahrenheit negativos / 233 graus Celsius negativos), para colocar o espelho primário do telescópio em sua forma correta para que ele possa examinar o universo com precisão.

p Testando os espelhos alinhados

p Com os espelhos alinhados, engenheiros testam a óptica de Webb usando um equipamento de suporte chamado ASPA, uma sigla aninhada que significa "AOS Source Plate Assembly". O ASPA é uma peça de hardware de teste que fica no topo do Subsistema Óptico Aft (AOS) da Webb e envia luz laser de teste para dentro e para fora do telescópio, agindo assim como uma fonte de luz estelar artificial. O AOS contém os espelhos terciários e de direção fina do telescópio.

p Durante uma parte do teste óptico, chamado de teste de "meia passagem", o ASPA alimenta luz laser diretamente no AOS, onde é direcionado pelos espelhos terciários e direcionadores para os quatro instrumentos científicos de Webb, que ficam em um compartimento diretamente atrás do espelho primário. Este teste permite que os engenheiros façam medições da ótica dentro do AOS para verificar se o espelho terciário de Webb, que é imóvel, está corretamente alinhado aos instrumentos.

p Em outra parte do teste, chamado de teste "passa e meio", a luz viaja em um caminho reverso através da ótica do telescópio. A luz é novamente alimentada no sistema a partir do ASPA, mas para cima desta vez, para o espelho secundário. O espelho secundário reflete a luz para o espelho primário, que a envia de volta para o topo da Câmara A. Os espelhos no topo da câmara enviam a luz de volta para o telescópio novamente, onde segue seu curso normal através do telescópio para os instrumentos, mas desta vez ignorando o equipamento de teste ASPA.

p "Isso verifica não apenas o alinhamento do espelho primário em si, mas também o alinhamento de todo o telescópio - o espelho primário, espelho secundário, e os espelhos terciários e de direção fina dentro do AOS, "disse Paul Geithner, o vice-gerente de projeto - técnico do telescópio Webb em Goddard. "Tomados em conjunto, os testes de meia passagem e passagem e meio demonstram que tudo está alinhado com todo o resto. "

p Como o ASPA é um hardware de teste de solo, ele será removido do telescópio assim que o teste criogênico em Johnson for concluído.

p O ambiente de vácuo criogênico da Câmara A simula o ambiente do espaço gelado onde Webb irá operar, e onde coletará dados de porções nunca antes observadas do universo. Verificando todo o telescópio, incluindo sua ótica e instrumentos, funciona corretamente neste ambiente frio garante que o telescópio funcionará corretamente no espaço. O telescópio e seus instrumentos são projetados para operar a frio, portanto, eles devem estar frios para serem alinhados e funcionarem corretamente.

p O Telescópio Espacial James Webb é o complemento científico do Telescópio Espacial Hubble da NASA. Será o telescópio espacial mais poderoso já construído. Webb é um projeto internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Européia) e CSA (Agência Espacial Canadense).