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    O satélite com visão de raio-x

    Sob uma nova luz:todo o céu visto pelos olhos de raios X do satélite ROSAT. Crédito:MPI para Física Extraterrestre

    Nas primeiras horas de 23 de outubro, 2011, ROSAT foi engolfado pelas ondas do Oceano Índico. Este foi o fim de uma história de sucesso sem paralelo na pesquisa de exploração espacial alemã. O satélite, desenvolvido e construído por uma equipe liderada por Joachim Trümper do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre com sede em Garching, não só encontrou mais de 150, 000 novas fontes cósmicas de raios-X, também revolucionou a astronomia.

    A pilha de destroços veio do sudoeste, sobrevoou o Golfo de Bengala e finalmente caiu no mar a 450 km / h. Não houve testemunhas. O mais famoso satélite de pesquisa alemão não merecia um final mais adequado? Pelo menos a revista semanal alemã Der Spiegel ficou com pena e tentou salvar o que poderia ser salvo. Em um artigo intitulado "Directly in its Path" publicado em 30 de janeiro, 2012, relatou que ROSAT caiu na Terra "por pouco não acertando a capital chinesa, Pequim." O satélite "provavelmente teria aberto crateras profundas na cidade". A revista acredita que a catástrofe pode até ter prejudicado as relações entre a Alemanha e a China. Joachim Trümper sorri amplamente quando confrontado com isso:"A probabilidade de uma única pessoa ser ferida era de aproximadamente uma em dez bilhões."

    Quando você fala com Trümper sobre ROSAT, você certamente pode detectar um indício de melancolia. "Era o nosso bebe, "diz o professor emérito do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre. O homem de 78 anos dedicou mais da metade de sua vida de pesquisa ao satélite de raios X. Joachim Trümper lembra da data de lançamento em 1º de junho, 1990 como se fosse ontem, e foi, claro, presente no Centro Espacial Cape Canaveral nos EUA. Alguns dias antes da decolagem, ele viajou mais uma vez no elevador para o topo do sistema de lançamento Delta II. "Dei uma última olhada no ROSAT através de uma janela lá, "diz o astrônomo.

    Enquanto Trümper estava com alguns dos membros de sua equipe nos Estados Unidos, aqueles que permaneceram em casa testemunharam o lançamento no centro de pesquisa baseado em Oberpfaffenhofen. O centro de controle do Centro Aeroespacial Alemão (conhecido por sua sigla em alemão DLR, Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt) é o equivalente bávaro do Houston da América, e esteve envolvido em projetos tripulados, como as duas missões do ônibus espacial D1 e D2 nas décadas de 1980 e 1990. Esperava-se agora que os especialistas "voassem" o ROSAT de duas toneladas e meia, valia várias centenas de milhões de marcos alemães na época, monitorar sua funcionalidade, e constantemente enviar comandos e receber dados através da antena DLR em Lichtenau, perto de Weilheim, Alemanha.

    Sexta-feira, 1 de Junho, 1990. À noite, mais de 500 convidados se reuniram no Centro de Operações Espaciais Alemão em Oberpfaffenhofen. A transmissão ao vivo de Cabo Canaveral foi transmitida em uma tela grande. Cinco minutos antes da decolagem programada, um avião civil apareceu de repente acima do campus; a contagem regressiva teve que ser interrompida. "Essa era a piada padrão da equipe de lançamento, para aumentar a tensão, "lembra Trümper. Dez minutos depois, tudo estava de volta nos trilhos. Em Oberpfaffenhofen, recepcionistas serviram champanhe, e os convidados contaram os últimos segundos. Quando o foguete decolou em um céu azul perfeito 8, 000 quilômetros de distância, todos gritaram "Vá, ir, vá! "e a banda de metais Gilching tocou música de marcha.

    Entre o folclore na Alta Baviera e a queda no Oceano Índico não se encontra apenas um período de 21 anos e 5 meses, mas também um rendimento excepcionalmente frutífero de descobertas científicas. Astronomia de raios-X é uma disciplina muito jovem, como a atmosfera da Terra permite apenas uma fração da radiação do espaço sideral, incluindo luz visível e radiação de rádio. Contudo, a fim de iluminar o universo com olhos de raios-X, temos que deixar a atmosfera protetora da Terra para trás. Pesquisadores americanos descobriram a radiação de raios-X do Sol em 1948 usando um foguete V2 apreendido. Hoje, os observatórios estão estacionados em satélites.

    A luz visível pode ser facilmente focada usando lentes ou espelhos, mas isso não pode ser feito no caso da radiação de raios-X. Por causa de seus altos níveis de energia, os fótons têm um efeito "penetrante" semelhante ao das balas. Por esta razão, no início dos anos 1950, o físico Hans Wolter desenvolveu o princípio de um telescópio especial no qual segmentos de espelho parabólico e hiperbólico focalizam a luz incidental de raios-X em um ângulo baixo. O plano era implantar um telescópio Wolter no ROSAT.

    Primeiro, Contudo, um ou dois obstáculos tiveram que ser superados. Já em 1972, Joachim Trümper resolveu começar a desenvolver o instrumento necessário. Três anos depois, seu grupo participou de um concurso nacional na Alemanha para grandes projetos científicos. Do grande número de propostas enviadas, três foram escolhidos. ROSAT estava entre eles.

    Em 1980, quando o então Ministério Federal Alemão de Pesquisa e Tecnologia pediu "um envolvimento internacional substancial, "A Trümper saiu em busca de parceiros." Para evitar que o projeto ficasse atolado na burocracia por anos, pedimos aos americanos que cuidassem do lançamento. E pedimos aos britânicos que contribuíssem e operassem uma unidade separada, telescópio menor para o alcance ultravioleta extremo. "A estratégia deu certo, beneficiando todo o projeto. Em 1983, anos seguintes de estudos, várias empresas (Dornier, MBB e Carl Zeiss) aderiram. Os engenheiros desenvolveram câmeras de raio-X e construíram uma instalação de teste de 130 metros conhecida como Panter. O telescópio em si tinha uma abertura de 83 centímetros e pesava cerca de uma tonelada. Consistia em quatro espelhos embutidos feitos de cerâmica de vidro resistente ao calor Zerodur. Cada um dos espelhos revestidos de ouro tinha uma precisão de superfície única:em comparação com uma área do tamanho do Lago de Constança, irregularidades seriam equivalentes a uma onda medindo aproximadamente um centésimo de milímetro.

    Como resultado, o telescópio entrou no Livro de Recordes do Guinness por sua superfície mais lisa. Então veio 28 de janeiro, 1986:O ônibus espacial Challenger explodiu em uma bola de fogo apenas 73 segundos após a decolagem. Todos os sete astronautas morreram, e o programa de viagens espaciais tripuladas da América entrou em hiato por dois anos e meio. Na verdade, o ROSAT deveria ser colocado em órbita em 1987 - em um ônibus espacial. Isso não era mais possível. "Agora tínhamos que reformar completamente o satélite para o lançamento com um foguete, "diz Joachim Trümper.

    Este desafio também foi vencido com sucesso. E, no fim, a tecnologia e o design não foram os únicos recursos de quebra de recorde. Até mesmo o primeiro objetivo da missão - mapear todo o céu de raios-X com um telescópio de imagem - superou todas as expectativas. Um dos predecessores do RO-SAT foi o satélite Uhuru, lançado em dezembro de 1970. Com seus instrumentos simples - contadores proporcionais colimados - ele descobriu 300 novos objetos celestes. Uma década depois, o observatório Einstein, com um telescópio Wolter a bordo, aumentou este número para 5, 000. E então ROSAT entrou em cena:apenas nos primeiros seis meses, o batedor encontrou mais de 100, 000 novas fontes de raios-X.

    A ROSAT posteriormente observou fontes selecionadas:objetos no sistema solar, estrelas e gás na Via Láctea, galáxias distantes. Essa segunda fase deveria durar um ano - que depois se transformou em oito. Os pesquisadores do Max Planck sempre podiam contar com algumas surpresas. O satélite deles entregou a primeira imagem de raios-X da lua, e descobriu as emissões do cometa Hyakutake. Este último foi inicialmente um quebra-cabeça, já que os cometas eram considerados "bolas de neve sujas". Mas para emitir luz de raios-X, temperaturas de milhões de graus são necessárias, ou elétrons de energia muito alta. A solução:os cometas não geram radiação por si próprios, mas são iluminados por sua interação com o vento solar, um fluxo de partículas eletricamente carregadas.

    ROSAT entregou a primeira visão geral completa do universo, das minúsculas anãs marrons às supergigantes vermelhas, e observaram remanescentes estelares compactos, como anãs brancas, estrelas de nêutrons, buracos negros e restos de supernovas. Estudos de grupos e aglomerados de galáxias forneceram novas informações sobre o papel da matéria escura na evolução do cosmos. Finalmente, O ROSAT provou que núcleos galácticos ativos e quasares nas bordas do espaço e do tempo contribuem com pelo menos 80 por cento para a radiação de fundo na faixa de raios-X, resolvendo assim um quebra-cabeça de 30 anos.

    Enquanto o olheiro coletava dados diligentemente, seus giroscópios, usado para estabilizar o satélite no espaço, começou a falhar. Os pesquisadores, especialmente Günther Hasinger, que mais tarde se tornaria um diretor do Max Planck, e os engenheiros da MBB, adaptou rapidamente o sistema de navegação e equipou o ROSAT com um novo, ainda sistema antiquíssimo:ele usava bússolas para se orientar com o campo magnético da Terra. O satélite voltou a funcionar perfeitamente. Em 25 de abril, 1998, Contudo, o principal sensor estelar do telescópio de raios-X quebrou. ROSAT finalmente ficou muito velho. Apesar dos obstáculos crescentes, o observatório continuou até 17 de dezembro, 1998. O contato foi perdido em 12 de fevereiro de 1999. A ROSAT fez mais do que apenas cumprir sua missão. Um total de 4, 000 cientistas de 24 países usam seus dados.


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