Vinte e cinco anos atrás esta semana, A NASA prendeu a respiração coletiva quando sete astronautas do ônibus espacial Endeavour alcançaram o telescópio espacial Hubble 353 milhas (568 quilômetros) acima da Terra. Sua missão:consertar uma falha devastadora no espelho principal do telescópio.

Do tamanho de um ônibus escolar, o telescópio espacial Hubble tem um espelho primário de 8 pés (2,4 metros). O maior telescópio óptico já lançado no espaço, onde poderia observar o universo livre dos efeitos de distorção da atmosfera da Terra, Hubble tinha muito a ver com isso. Mas depois que as primeiras imagens foram obtidas e analisadas cuidadosamente após a implantação do telescópio em 25 de abril, 1990, estava claro que algo estava errado:as imagens estavam borradas.

Astrônomos e engenheiros se reuniram para estudar uma variedade de soluções para o problema, e a NASA convocou um comitê independente para encontrar a fonte. Todos eles chegaram à mesma conclusão:o espelho principal do Hubble, que parece uma tigela muito rasa, tinha sido polido na forma errada. O erro foi menor do que a largura de um fio de cabelo humano, mas o efeito foi significativo. Se o erro não foi corrigido, O Hubble nunca alcançaria todo o seu potencial.

Durante a semana de 6 de dezembro, 1993, a tripulação do astronauta instalou duas peças de hardware destinadas a corrigir o erro. O Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) foi projetado e construído por uma equipe do Goddard Spaceflight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e corrigiria o erro do espelho em três dos cinco instrumentos do Hubble.

O segundo instrumento foi o Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2), projetado e construído no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. WFPC2, que na verdade contém quatro câmeras, continuaria a produzir muitas das imagens de tirar o fôlego do Hubble, ajudando a transformar nossa visão do cosmos.

Do tamanho de um piano de cauda, o instrumento representou imagens de objetos e eventos que ocorreram em nosso próprio sistema solar - como a queda do cometa Shoemaker-Levy 9 em Júpiter - até as imagens cosmológicas mais distantes que já foram obtidas na luz visível. Ele gerou instantâneos de tirar o fôlego de galáxias, estrelas explodidas e nebulosas onde novas estrelas nascem. Durante o mandato do instrumento, Os gerentes do Hubble apontaram o telescópio para um único, mancha negra do céu por mais de uma semana e encontrou milhares de galáxias antes invisíveis.

Mas o sucesso do WFPC2 estava longe de ser garantido. O instrumento foi construído em um cronograma incrivelmente apertado, e projetá-lo para corrigir a falha foi algo do John Trauger do JPL, investigador principal para WFPC2, mais tarde descreveria como sendo semelhante a "tentar jogar beisebol na encosta de uma colina".

"Há muita pressão quando você está construindo um instrumento espacial, mesmo em circunstâncias normais, "disse Dave Gallagher, Diretor associado do JPL para integração estratégica, que atuou como gerente de integração e teste para WFPC2. "Mas quando você está consertando algo que essencialmente fará ou destruirá a reputação de toda a agência, a pressão sobe até o teto. "

Uma Imagem Espelhada

Em junho de 1990, A NASA anunciou que o telescópio Hubble não estava funcionando como esperado. Os membros da equipe do WFPC2 dizem que se lembram de que a reação do público e da mídia costumava ser pessimista ou mesmo incrédula. Trauger viu o âncora de notícias da rede Tom Brokaw começar seu programa naquela noite dizendo:"O telescópio Hubble de que você tanto ouviu falar - está quebrado."

"A promessa do programa Hubble, a aplicação de nossa melhor tecnologia para empurrar para trás as fronteiras da astronomia, foi instantaneamente transformado aos olhos do público em um ícone de falha técnica, "Trauger escreveu em um ensaio em 2007.

Trauger reuniu sua equipe para resolver o problema. Os espelhos primário e secundário do telescópio coletavam luz e a alimentavam para os cinco instrumentos científicos de bordo. O espelho primário não pôde ser substituído e não pôde ser devolvido à Terra para reparos. Uma solução teria que ser encontrada para cada um dos instrumentos do Hubble. O dispositivo COSTAR forneceu ótica corretiva para três deles, eliminando a necessidade de substituir totalmente esses instrumentos. Mas a mesma abordagem não funcionaria para o Wide Field and Planetary Camera (WFPC) do telescópio, o predecessor do WFPC2.

Trauger e sua equipe encontraram uma solução potencial. O erro primário do espelho fez com que a luz incidindo em diferentes partes do espelho entrasse em foco em diferentes locais, então a equipe teve que descobrir como redirecioná-lo para o ponto focal apropriado. A solução deles foi fazer a engenharia reversa do problema:eles colocariam quatro espelhos idênticos do tamanho de níquel dentro do instrumento - um para cada uma das quatro câmeras dentro do WFPC2 - com o mesmo erro do espelho primário defeituoso, mas onde o espelho primário era muito plano, os novos espelhos seriam curvados muito profundamente. Juntos, esses dois erros cancelariam um ao outro, produzindo o equivalente a um único espelho com a forma correta.

A NASA aceitou a proposta do JPL de construir um substituto do WFPC. A agência havia planejado realizar missões de reparo do Hubble a cada três anos e decidiu manter esse cronograma. A primeira missão de reparo foi definida para o outono de 1993. O JPL precisaria entregar a substituição até o inverno de 1992 - a pouco mais de 2 anos. A corrida para consertar o Hubble começou.

Sob pressão

Dois anos estava longe de ser tempo suficiente para construir um novo instrumento de câmera do zero. Agradecidamente, WFPC2 já estava em construção no JPL; A NASA pretendia eventualmente usá-lo como um upgrade para o WFPC ou um substituto se o instrumento algum dia falhasse.

Mesmo com o trabalho no WFPC2 já em andamento, o prazo exigia um cronograma acelerado. Dave Rodgers e Larry Simmons, os gerentes de projeto WFPC2, realizou reuniões diárias com os líderes de cada um dos vários componentes do WFPC2 para ajudar a manter o foco.

"As reuniões diárias mantinham a pressão sobre todos nós, o tempo todo, "disse Simmons, que se aposentou do JPL em 2005. "Sabíamos que tínhamos apenas alguns anos, e tínhamos que fazer isso. "

Embora os espelhos corretivos fossem pequenos, afetaram quase todas as etapas do processo de construção e criaram "uma série interminável de novos problemas, "de acordo com Trauger.

Para minimizar a chance de erro durante a instalação do WFPC2 em órbita baixa da Terra, os sete astronautas que estavam programados para executar a missão de reparo viajaram para o JPL para aprender sobre o instrumento e receber treinamento sobre como instalá-lo. Eles estariam inserindo WFPC2 em uma cavidade no corpo do telescópio, como se o deslizasse em uma gaveta. E embora eles precisem se certificar de que as conexões elétricas na parte traseira do instrumento estão firmes, eles não tinham como alcançar essas conexões; eles podiam controlar apenas como eles inseriam o instrumento.

Para complicar ainda mais as coisas, estava o peso do WFPC2:com mais de 600 libras (272 quilogramas), era pesado mesmo na microgravidade da órbita baixa da Terra. Um dos espelhos do instrumento, chamado de espelho pickoff, foi montado em um braço curto localizado fora da caixa protetora. Simplesmente bater no espelho desalinha o sistema e basicamente arruinaria todo o instrumento. Durante a construção do WFPC2, Trauger e colegas mostraram um modelo do instrumento a um astronauta, que bateu no espelho pickoff. Trauger não pode deixar de se perguntar, "Isso é um presságio?"

Hora de voar

Os líderes da equipe WFPC2 viajaram para o Kennedy Space Center da NASA, na Flórida, para o lançamento matinal em 2 de dezembro, 1993. Depois de deixar Kennedy e buscar um café da manhã cedo, Gallagher se lembra de ter olhado para o céu antes do amanhecer para ver o ônibus espacial passando por cima e se aproximando do Hubble; os objetos pareciam dois pontos fracos de luz no céu enquanto orbitavam a Terra.

No sexto dia da missão, os astronautas Jeffrey Hoffman e Story Musgrave conduziram uma caminhada no espaço para remover o WFPC do Hubble e instalar o WFPC2. Tudo parecia correr conforme o planejado, mas o verdadeiro teste ainda estava por vir.

Os astronautas voltaram à Terra em 13 de dezembro, e os primeiros dados brutos do WFPC2 voltaram em 18 de dezembro. A equipe colocou os dados no software de processamento de imagens e observou ansiosamente enquanto as imagens começavam a se espalhar pela tela. Houve um alívio instantâneo.

"Eles eram afiados, "Trauger disse sobre as imagens." E não era só porque tínhamos fotos que pareciam incríveis, é que estávamos fazendo novas descobertas imediatamente. Havia coisas nas imagens que nunca tínhamos visto antes. "

A NASA divulgou essas primeiras imagens ao público em 13 de janeiro, 1994. No dia seguinte, a equipe do WFPC2 apresentou os resultados para uma plateia lotada na reunião de inverno da American Astronomical Society.

“Quando mostramos as primeiras imagens, a sala explodiu; recebemos uma ovação de pé, "Trauger disse." Você não costuma ver isso em uma reunião de astronomia!

O instrumento WFPC2 operou no Hubble por mais de 15 anos e levou mais de 135, 000 observações do universo. Mais de 3, 500 artigos científicos foram escritos com base nesses dados antes de o instrumento ser retirado em 2009, e mais de 2, Mais 000 foram publicados desde então.

"O WFPC2 não teve sucesso por mágica ou sorte; teve sucesso porque tínhamos um grupo de pessoas competentes e trabalhadoras que entenderam o que estava em jogo e aceitaram o desafio, "Gallagher disse." E, assim como em todo projeto, Eu gostaria de ter transportado essa equipe comigo para a próxima missão. "

Em maio de 2009, os astronautas removeram o WFPC2 do Hubble e o substituíram pela Wide Field Camera 3 (WFC3), que continua a operar hoje - 28 anos depois que o Hubble foi ligado pela primeira vez. O WFPC2 foi posteriormente colocado em exibição pública no Smithsonian Air and Space Museum em Washington, D.C.