p O elemento da nave espacial do Telescópio Espacial James Webb da NASA concluiu recentemente seus dois primeiros grandes testes ambientais de lançamento na Northrop Grumman Aerospace Systems em Redondo Beach, Califórnia, e em breve passará por mais testes para garantir que aguentará os rigores do lançamento e o ambiente hostil do espaço. p O primeiro teste do elemento da espaçonave simulou o choque mecânico causado pela separação do adaptador de carga da espaçonave após o lançamento. O segundo teste submeteu a espaçonave ao som extremo e à vibração resultante do ambiente de lançamento. Esses testes de separação de choque e acústica são rotineiros para todas as espaçonaves.

p Inspeções detalhadas das ferragens após o teste acústico mostraram que as ferragens de fixação que seguram as tampas da membrana do protetor solar no lugar se soltaram.

p "A NASA está analisando as opções de reparo e as próximas etapas nos testes de ambiente de lançamento de elementos de espaçonaves, "disse Greg Robinson, Diretor de programa de Webb. "A equipe está revisando os dados de teste e a configuração de hardware e está trabalhando ativamente em ações corretivas em um futuro próximo. Esperamos voltar ao fluxo de teste ambiental em breve e continuar avançando com segurança e metodicamente em direção ao sucesso da missão."

p Descobertas como esta não são incomuns no desenvolvimento de uma espaçonave complexa e única. "Este é um exemplo de por que os sistemas espaciais são exaustiva e rigorosamente testados no solo para descobrir imperfeições e consertá-las antes do lançamento, "disse Robinson.

p O elemento de nave espacial de Webb é a combinação de proteção solar e ônibus espacial do observatório. O elemento da nave espacial e o elemento óptico e instrumentos científicos combinados de Webb, chamado de carga útil científica, formará o observatório completo. As duas metades residem atualmente em Northrop Grumman, Contratante do observatório da NASA.

p O choque da separação da carga útil

p Quando Webb é lançado ao espaço, deve ser dobrado como origami para caber dentro da carenagem de carga útil do foguete Ariane 5, que tem cerca de 15,1 pés (4,6 metros) de largura. A carenagem, também chamado de cone do nariz do foguete, protege Webb das forças e do calor da atmosfera enquanto o foguete acelera para o espaço.

p Dentro da carenagem, o adaptador de carga útil fisicamente conecta Webb à parte superior do Ariane 5. O adaptador tem duas metades - uma que está permanentemente conectada ao Webb e a outra que está conectada ao segundo estágio do foguete. Quando o foguete atinge uma altitude específica na atmosfera superior da Terra, a carenagem da carga útil é descartada e cai de volta para a Terra. Seguindo isto, o primeiro estágio do Ariane 5 gasta seu combustível e também é descartado.

p Após o segundo estágio do foguete, Webb dá um empurrão final para enviá-lo em seu caminho para sua órbita no segundo ponto de Lagrange Sol-Terra (L2), as duas metades do adaptador de carga útil se separam, liberando Webb do foguete. A liberação envia um choque mecânico - uma série de vibrações de alta frequência - através do observatório.

p "O choque mecânico é um choque rápido para o sistema, muito parecido com quando você fecha a porta do carro e o carro estremece um pouco, "explicou Keith Parrish, o Gerente do Observatório para Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Os componentes eletrônicos do Webb são projetados para suportar esse choque, assim como um laptop é projetado para resistir aos golpes e quedas da vida cotidiana.

p Para simular essa separação na Terra, os engenheiros da Northrop Grumman primeiro suspenderam o elemento da espaçonave no ar com o adaptador de carga útil acoplado a ele. Eles então liberaram remotamente a metade inferior do adaptador de carga útil, que é a metade que será anexada ao foguete durante o lançamento. A metade inferior caiu aproximadamente 8 polegadas (cerca de 20 centímetros) em uma área acolchoada no chão da sala limpa onde o teste estava sendo realizado.

p Os engenheiros monitoraram as forças causadas pela liberação para garantir que estivessem dentro dos valores esperados, e câmeras de vídeo de alta velocidade registraram a separação para garantir que fosse uniforme. Durante o vôo real e a separação, 12 molas empurrarão gentilmente Webb para longe do Ariane 5.

p O som e a vibração do lançamento

p Depois de completar o teste de choque, os engenheiros envolveram a espaçonave em uma tenda de plástico e a moveram para a Grande Instalação de Testes Acústicos da Northrop Grumman. A tenda protegeu a espaçonave de contaminação durante o movimento e durante o teste acústico.

p Durante o teste, engenheiros submeteram o elemento da espaçonave a frequências de som variando de 25 Hertz a 2, 500 Hertz, que é o que Webb experimentará durante o lançamento. Essas frequências variam de baixo baixo (semelhante ao de um bumbo) a agudos graves (aproximadamente no mesmo nível que a tecla E7 em um piano). Ele também foi testado em níveis de volume de até 142,5 decibéis, cerca de 3 decibéis a mais do que o esperado durante o lançamento. A carga científica de Webb passou por um teste acústico semelhante no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, em 2017.

p Os engenheiros montaram vários microfones dentro e fora da tenda para monitorar o ambiente acústico durante o teste. Eles também montaram cerca de 500 acelerômetros ao redor do elemento da espaçonave para monitorar as respostas vibracionais que ele experimentou. Um acelerômetro mede as forças ou estresse que o hardware está enfrentando durante o teste.

p Após esta primeira série de testes, O elemento da espaçonave de Webb passará por testes de vibração para garantir que sobreviverá ao intenso tremor do lançamento.

p O Telescópio Espacial James Webb da NASA será o próximo grande observatório de ciências espaciais do mundo. Webb vai resolver os mistérios do nosso sistema solar, olhe além, para mundos distantes ao redor de outras estrelas, e sondar as misteriosas estruturas e origens de nosso universo e nosso lugar nele. Webb é um projeto internacional liderado pela NASA com seus parceiros, a ESA (Agência Espacial Europeia) e a Agência Espacial Canadiana.

p Parte da contribuição da ESA é o veículo de lançamento Ariane 5, que é operado pela Arianespace. O subcontratado da Arianespace, RUAG Space, forneceu o adaptador de carga útil do foguete.