p Depois de quase 16 anos explorando o cosmos em luz infravermelha, O Telescópio Espacial Spitzer da NASA será desligado permanentemente em 30 de janeiro, 2020. Até então, a espaçonave terá operado por mais de 11 anos além de sua missão principal, graças à capacidade da equipe de engenharia do Spitzer de enfrentar desafios únicos conforme o telescópio se afasta cada vez mais da Terra. p Gerenciado e operado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, Spitzer é um observatório pequeno, mas transformacional. Ele captura luz infravermelha, que geralmente é emitida por objetos "quentes" que não são suficientemente quentes para irradiar luz visível. Spitzer levantou o véu sobre objetos ocultos em quase todos os cantos do universo, de um novo anel ao redor de Saturno às observações de algumas das galáxias mais distantes conhecidas. Ele avistou estrelas em todas as fases da vida, mapeou nossa galáxia natal, capturou imagens deslumbrantes de nebulosas e planetas recém-descobertos sondados orbitando estrelas distantes.

p Mas como gerente de missão adjunto de Spitzer, Joseph Hunt, disse, "Você pode ter uma nave espacial de classe mundial, mas não significa nada se você não pode obter os dados de volta para casa. "

p Spitzer orbita o Sol em um caminho semelhante ao da Terra, mas se move um pouco mais devagar. Hoje, ele segue cerca de 158 milhões de milhas (254 milhões de quilômetros) atrás de nosso planeta - mais de 600 vezes a distância entre a Terra e a Lua. Essa distancia, junto com a curva da órbita de Spitzer, significa que quando a espaçonave aponta sua antena fixa para a Terra para baixar dados ou receber comandos, seus painéis solares se afastam do sol. Durante esses períodos, a espaçonave deve contar com uma combinação de energia solar e bateria para operar.

p O ângulo em que os painéis apontam para longe do Sol aumentou a cada ano que a missão está operando. Nos dias de hoje, para se comunicar com a Terra, O Spitzer tem que posicionar seus painéis em um ângulo de 53 graus de distância do Sol (90 graus seria totalmente voltado para longe), mesmo que os planejadores da missão nunca tenham pretendido que ele se inclinasse mais de 30 graus em relação ao sol. O Spitzer pode se comunicar com a Terra por cerca de 2,5 horas antes de ter que virar seus painéis solares de volta para o Sol para recarregar suas baterias. Essa janela de comunicação diminuiria ano após ano se Spitzer continuasse operando, o que significa que há um limite de quanto tempo seria possível operar a espaçonave de forma eficiente.

p Um Esforço Duradouro

p Ensinar a espaçonave a aceitar novas condições - como o ângulo crescente dos painéis solares durante as comunicações com a Terra - não é tão simples quanto apertar um botão. Essas mudanças podem desencadear mecanismos de segurança no software de voo da espaçonave de várias maneiras. Por exemplo, se os painéis se inclinaram mais de 30 graus em relação ao Sol durante os primeiros anos da missão, o software teria clicado em "pausa, "colocar a espaçonave em" modo seguro "até que a equipe da missão pudesse descobrir o que estava errado. A mudança do ângulo do Spitzer em relação ao Sol também poderia acionar mecanismos de segurança destinados a evitar o superaquecimento das peças da espaçonave.

p Entrar no modo de segurança pode ser particularmente perigoso para a espaçonave, tanto por causa de sua distância crescente da Terra (o que torna a comunicação mais difícil) e porque os sistemas internos antigos podem não reiniciar depois de desligados.

p Para lidar com esses desafios, os engenheiros de projeto e cientistas do JPL e Caltech trabalharam com a equipe de engenharia do observatório em Littleton da Lockheed Martin Space, Colorado, facilidade para encontrar um caminho a seguir. (Lockheed Martin construiu a espaçonave Spitzer para a NASA.) Bolinda Kahr, Gerente de missão do Spitzer, lidera esta equipe multicêntrica. Com o passar dos anos, ela e seus colegas descobriram com sucesso como anular os mecanismos de segurança projetados para a missão principal, ao mesmo tempo que garantem que tais alterações não introduzam outros efeitos colaterais indesejados.

p Mas à medida que o Spitzer envelhece e se distancia da Terra, o desafio de manter a espaçonave operando e o risco de que venha a sofrer uma grande anomalia só estão aumentando.

p "Posso dizer com sinceridade que ninguém envolvido no planejamento da missão pensou que estaríamos executando em 2019, "disse Lisa Storrie-Lombardi, Gerente de projeto do Spitzer. "Mas temos uma espaçonave incrivelmente robusta e uma equipe incrível. E tivemos sorte. Você precisa de um pouco de sorte, porque você não pode antecipar tudo. "

p Mantendo a calma

p A maioria dos detectores infravermelhos deve ser resfriado a temperaturas muito baixas, porque o excesso de luz infravermelha de objetos "quentes" - incluindo o Sol, Terra, a espaçonave e até os próprios instrumentos - podem sobrecarregar os sensores infravermelhos. Esse resfriamento normalmente é feito com um refrigerante químico.

p The Spitzer planners instead came up with a passive-cooling system that included flying the spacecraft far from Earth (a major infrared heat source). They also chose materials for the spacecraft exterior that would both reflect sunlight away before it could heat the telescope and radiate absorbed heat back into space. Nesta configuração, coolant is required only to lower the instrument temperatures a few degrees further. Reducing the onboard coolant supply also drastically allowed the engineers to cut the total size of the spacecraft by more than 80% and helped curtail the anticipated mission budget by more than 75%.

p Although Spitzer's coolant supply ran out in 2009, rendering two of its three instruments unusable, the team was able to keep half of the remaining instrument operating. (The instrument was designed to detect four wavelengths of infrared light; in the "warm" mode, it can still detect two of them.)

p Lasting more than twice as long as the primary mission, Spitzer's extended mission has yielded some of the observatory's most transformational results. Em 2017, the telescope revealed the presence of seven rocky planets around the TRAPPIST-1 star. Em muitos casos, Spitzer's exoplanet observations were combined with observations by other missions, including NASA's Kepler and Hubble space telescopes.

p Spitzer's final year and a half of science operations include a number of exoplanet-related investigations. One program will investigate 15 dwarf stars (similar to the TRAPPIST-1 star) likely to host exoplanets. An additional 650 hours are dedicated to follow-up observations of planets discovered by NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), which launched just over a year ago.

p Final Voyage

p Every mission must end at some point. As the challenges associated with operating Spitzer continue to grow and as the risk of a mission-ending anomaly on the spacecraft rises, NASA has made the decision to close out the mission in a controlled manner.

p "There have been times when the Spitzer mission could have ended in a way we didn't plan for, " said Kahr. "I'm glad that in January we'll be able to retire the spacecraft deliberately, the way we want to do it."

p While Spitzer's mission is ending, it has helped set the stage for NASA's James Webb Space Telescope, set to launch in 2021, which will study the universe in many of the same wavelengths observed by Spitzer. Webb's primary mirror is about 7.5 times larger than Spitzer's mirror, meaning Webb will be able to study many of the same targets in much higher resolution and objects much farther away from Earth than what Spitzer can observe.

p Thirteen science programs have already been selected for Webb's first five months of operations, four of which build directly on Spitzer observations. Webb will greatly expand on the legacy begun by Spitzer and answer questions that Spitzer has only begun to investigate.