Os engenheiros que trabalham no Telescópio Espacial James Webb da NASA dobraram e embalaram com sucesso seu protetor solar para sua jornada de um milhão de milhas (cerca de 1,5 milhão de quilômetros), que começa ainda este ano.

O protetor solar - um de cinco camadas, estrutura em forma de diamante do tamanho de uma quadra de tênis - foi especialmente projetada para se dobrar em torno dos dois lados do telescópio e caber nos limites de seu veículo de lançamento, o foguete Ariane 5. Agora que a dobra foi concluída em Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia, o protetor solar permanecerá nesta forma compacta até o lançamento e nos primeiros dias o observatório ficará no espaço.

Projetado para proteger a ótica do telescópio de quaisquer fontes de calor que possam interferir em sua visão, o protetor solar é um dos componentes mais críticos e complexos de Webb. Porque Webb é um telescópio infravermelho, seus espelhos e sensores precisam ser mantidos em temperaturas extremamente baixas para detectar sinais tênues de calor de objetos distantes no universo.

No espaço, um lado do protetor solar sempre refletirá a luz e o calor de fundo do Sol, Terra e Lua. Modelos térmicos mostram que a temperatura máxima da camada mais externa é de 383 Kelvin, ou cerca de 230 graus Fahrenheit. Enquanto isso, o outro lado do protetor solar sempre ficará voltado para o espaço profundo, com a camada mais fria tendo uma temperatura mínima modelada de 36 Kelvin, ou cerca de 394 graus Fahrenheit negativos.

Totalmente implantado, a proteção solar do telescópio mede quase 70 pés por 47 pés (21 metros por 14 metros). Quando armazenado dentro do foguete para o lançamento, o protetor solar dobrado será embalado em uma área muito confinada entre outras estruturas do observatório para acomodar o espaço limitado dentro da carenagem do foguete de 5,4 metros de diâmetro.

"Não há nada realmente análogo ao que estamos tentando alcançar com a dobradura de um protetor solar do tamanho de uma quadra de tênis, mas é semelhante a embalar um pára-quedas, "disse Jeff Cheezum, um engenheiro líder de projeto de proteção solar na Northrop Grumman. "Assim como um pára-quedista precisa de seu pára-quedas embalado corretamente para abrir perfeitamente e voltar para a Terra com sucesso, Webb precisa que seu protetor solar esteja perfeitamente arrumado para garantir que ele também se abra perfeitamente e mantenha sua forma, a fim de manter com sucesso o telescópio em sua temperatura operacional exigida. "

O processo de dobrar o protetor solar, que durou um mês, começou colocando as cinco camadas o mais planas possível. Em seu estado implantado, o protetor solar se assemelha a um navio prateado de várias camadas, portanto, suas superfícies inerentemente curvas adicionaram um grau de complexidade a esta etapa. Após, as camadas foram levantadas verticalmente e apoiadas em um equipamento de suporte especial para que pudessem ser contidas adequadamente para serem dobradas. Em seguida, uma equipe de técnicos dobrou cuidadosamente cada camada em um padrão de zigue-zague para criar pilhas de membranas em forma de sanfona em ambos os lados do telescópio.

A primeira camada da proteção solar tem dois milésimos de polegada (0,005 centímetros) de espessura, enquanto as outras quatro camadas têm apenas um milésimo de polegada de espessura. Pela equipa, um desafio embutido era a delicadeza de dobrar essas camadas finas. O processo de dobramento também teve que levar em conta componentes como os 90 cabos de tensão diferentes do protetor solar, que deve ser arrumada de maneira específica para garantir que o protetor solar seja implantado sem problemas.

Com a conclusão bem-sucedida da dobragem do protetor solar, a equipe de engenharia preparou o protetor solar para sua implantação complexa no espaço. O protetor solar se abrirá no final da primeira semana do telescópio no espaço após o lançamento, esticando-se até o tamanho máximo e, em seguida, separando e tensionando cada uma de suas cinco camadas. O teste deste procedimento de desdobramento e tensionamento foi concluído pela última vez na Terra em dezembro de 2020.

"Pense de trás para frente; queremos que o protetor solar implantado alcance um formato específico para obtermos o desempenho de que precisamos. Todo o processo de dobra foi projetado com isso em mente. Temos que dobrar de forma limpa e cuidadosa da mesma maneira todas as vezes, para garantir que o desdobramento ocorra exatamente da maneira que queremos, "disse James Cooper, engenheiro chefe de proteção solar no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

Por exemplo, um dos aspectos mais intrincados do processo de dobramento envolveu o alinhamento das pilhas de membrana. Cada uma das camadas do protetor solar tem centenas de orifícios intencionais, que são deliberadamente dispostos para evitar que a luz e o calor passem para os elementos ópticos do telescópio quando a proteção solar está totalmente aberta. Esses orifícios devem ser alinhados durante a dobra para que os técnicos da Webb possam inserir "pinos" nos orifícios em cada pilha de membrana. Os pinos de 107 ", "ou dispositivos de liberação de membrana, ajudará a restringir as camadas para o lançamento, mas solte para desdobrar a proteção solar quando o telescópio estiver no espaço.

"É um processo muito metódico que usamos para garantir que tudo esteja alinhado corretamente, "disse Marc Roth, líder de engenharia mecânica na Northrop Grumman. "Nossa equipe passou por vários ciclos de treinamento, e implementamos muitas lições aprendidas nas vezes anteriores em que fizemos este processo, tudo culminando nesta última dobra do protetor solar. "

Nos próximos três meses, engenheiros e técnicos terminarão de guardar e proteger o protetor solar embalado. Este processo envolverá a instalação dos dispositivos de liberação de membrana, amarrando e protegendo todos os cabos de proteção solar, e acondicionamento de coberturas para as membranas de proteção solar. Também incluirá guardar os dois "braços" do protetor solar - os conjuntos de lança intermediária - que estenderão horizontalmente o protetor solar para fora durante a implantação, bem como acondicionar as duas estruturas de paletes que seguram o protetor solar no lugar.

O observatório também passará por uma implantação de espelho final antes de ser enviado para seu local de lançamento na Guiana Francesa, América do Sul.