22 de dezembro pode ser conhecido como o dia em que o universo mudou. Naquela quarta-feira, a NASA espera lançar o Telescópio Espacial James Webb, o maior e mais caro instrumento voador de todos os tempos. Cem vezes mais poderoso do que o telescópio Hubble de 31 anos, Webb pode ver o passado no tempo até o momento de “entrada da luz” – aquele momento em que o universo frio e escuro brilhou nas estrelas.
Scott Bailey: Uau. Bem, de certa forma, isso é muito maior do que eu poderia ter imaginado.
AMY LO: É ótimo.
Um ano atrás, estávamos entre os últimos humanos a ver um telescópio com a mesma frequência com que aparecia no espaço. Depois de nossa visita, ele foi embalado em uma jornada de um milhão de milhas, longe da lua, para ficar para sempre nas garras do sol.
Scott Bailey: Quanto tempo dura a corrida?
AMY LO: É projetado para cinco anos e meio com uma meta de dez anos. Isso significa que carregamos material suficiente para durar dez anos.
Amy Lou é uma engenheira de sistemas que nos levou para a sala limpa da Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia.
AMY LO: Tivemos que inventá-lo, projetá-lo, construí-lo e montá-lo.
Na parte inferior da espaçonave, esta mortalha prateada é um dossel do tamanho de uma quadra de tênis para proteger Webb do sol. Acima, há 21 pés de espelhos folheados a ouro, seis vezes maiores do que o espelho Hubble, para capturar a primeira luz das estrelas da criação.
Scott Bailey: Existem 18 desses espelhos hexagonais. Mas quando você os dobra, todos funcionam no baile como um espelho?
AMY LO: Isso mesmo. Todas as 18 imagens formarão uma imagem muito sólida e bonita.
Esta imagem será invisível ao olho humano. Como uma câmera de visão noturna, Webb foi projetada para ver o calor – luz infravermelha – porque essa é a única assinatura que resta das estrelas no limite do tempo. Mesmo esse brilho seria tão fraco que os espelhos teriam que ficar olhando por horas para revelar a imagem.
Scott Bailey: Quão confiante você está?
AMY LO: Você sabe que meu trabalho é me preocupar. Pessoalmente, sinto-me confiante de que pensamos em tudo.
Demorou mais de 25 anos e US $ 10 bilhões para pensar em tudo isso. A engenheira Amy Lu explicou o desafio.
AMY LO: Na minha opinião, o maior desafio da engenharia foi construir um quebra-sol capaz de proteger a ótica, os espelhos e o instrumento do Webb. Como você constrói algo grande, mas leve?
O protetor solar mantém Webb fresco e escuro. Qualquer calor infravermelho do sol ou da Terra cegaria o telescópio. As cinco camadas feitas de Gossamer Foil não são diferentes dos balões de aniversário de mylar.
AMY LO: A camada voltada para o sol é a primeira camada, e a primeira camada chega a cerca de 230 graus Fahrenheit. Então, um forno bem quente, tipo, se você quiser fazer merengues, ou algo assim.
Scott Bailey: Do lado do telescópio?
AMY LOW: No lado do telescópio, a temperatura é de 370 graus Fahrenheit negativos.
Scott Bailey: Há cerca de 600 graus de diferença Entre um lado do escudo térmico e o outro.
AMY LO: Sim, é incrível que você possa fazer isso apenas com essas camadas.
A engenharia é incrível, mas a ciência pode revelar o universo. Desde o início, o Big Bang, a flecha do tempo voou quase 14 bilhões de anos. Webb pode ver seu caminho de volta aos primeiros 100 milhões – o universo infantil. Amber Straughn é astrofísica do projeto.
Amber Straughn: Os telescópios são realmente máquinas do tempo, eles literalmente nos permitem ver o passado. A razão para isso é apenas devido à natureza de como a luz viaja. A luz do sol leva cerca de oito minutos para chegar à Terra. Portanto, vemos o sol como ele era há oito minutos. E você pode pensar em seguir em frente nesse universo.
Scott Bailey: Então, quando caminhamos sob as estrelas e olhamos para cima, não vemos as estrelas como elas são hoje. Nós os vemos como deveriam ser há milhões de anos.
Palha âmbar: Com certeza.
Scott Bailey: Porque demorou muito para a luz atingir o solo.
Palha âmbar: Sim, absolutamente.
Scott Bailey: Quanto sabemos sobre o universo?
Amber Straughn: Tudo o que sabemos, tudo o que podemos ver, você e eu, tudo neste planeta, todas as centenas de bilhões de outras galáxias, tudo isso representa apenas cerca de 5% do universo. O resto, os outros 95%, não temos ideia do que seja.
Os 95% – o desconhecido – nos cercam por toda parte como um fantasma. Quase todo o universo é feito do que os físicos chamam, em desespero, de matéria escura e energia escura. Nunca antes, os cientistas concluíram que eles devem existir porque são a melhor explicação de como as galáxias se formam e se movem.
Palha âmbar: Então, sabemos que a matéria escura é uma espécie de andaime do universo. É – a estrutura na qual as galáxias se assentam. E se não houvesse matéria escura, não haveria galáxias e nós não seríamos.
Scott Bailey: O que o telescópio Webb pode revelar sobre a matéria escura?
Amber Straughn: É como se tivéssemos uma história do universo de 14 bilhões de anos, mas estamos perdendo o primeiro capítulo. Webb foi projetado especificamente para nos permitir ver as primeiras galáxias que se formaram após o Big Bang. Agora, as galáxias nascem e depois evoluem e mudam com o tempo e, dessa forma, as galáxias devem depender criticamente da matéria escura. Webb nos permitirá observar a evolução das galáxias com mais detalhes.
A promessa de descoberta protegeu Webb no que já era uma jornada traiçoeira. O lançamento deveria ocorrer há 7 anos, mas o atraso vem com uma máquina ambiciosa. Devido a estouros de custo, Webb foi revogado, em 2011, pelo Comitê de Apropriações da Câmara, mas foi salvo no Senado. Seu homônimo é James Webb, o chefe da NASA na década de 1960 que fez da ciência uma prioridade.
– Scott Bailey: O que está em jogo, o que está acontecendo naquele foguete com Webb?
Bill Ochs: Quando você fala sobre o que está em jogo, é realmente uma reputação para a NASA assumir um trabalho difícil como Webb e ter sucesso.
O programa é moderado por Bill Ochs e Greg Robinson. Ochs era engenheiro no Hubble. Robinson supervisionou a qualidade e o desempenho da NASA.
Greg Robinson: Se você quer ser ousado e obter a ciência que buscamos, você precisa fazer o investimento. E vai responder a duas grandes questões da astrofísica: De onde viemos e estamos sozinhos? Esperamos alcançar esses resultados.
Scott Bailey: A Web funcionará?
Greg Robinson: Sim, será. Tenho muita confiança.
Bill Oaks: Estou 100% confiante.
Scott Bailey: Por que 100% confiante?
Bill Ochs: Porque quando vejo os testes que fizemos ao longo dos anos e o tipo de engenharia que passei, você constrói uma sensação de confiança de que sabe que vai funcionar.
Scott Bailey: O que mais te preocupa?
Bill Oaks: Ter o telescópio totalmente aberto é sua preocupação.
O observatório teve que ser dobrado em um foguete Ariane 5 de apenas 5 metros de largura, e hoje está embrulhado como um botão de rosa. Em vôo, mais de 40 sistemas devem florescer com perfeição. Incluindo o protetor solar nunca antes inventado por Amy Lou.
Scott Bailey: As cinco camadas serão dobradas e presas no lugar com alfinetes. Quantos alfinetes existem?
AMY LO: Existem 107 desses dispositivos e os pinos de liberação de membrana que prendem todas as cinco camadas instaladas neste chassi, aqui chamados de UPS. Total 107.
– Scott Bailey: E à medida que se desenrola, quantos deles podem falhar?
AMY LO: Nada.
Scott Bailey: Nada?
AMY LO: Nada.
Scott Bailey: Ninguém?
AMY LO: Ninguém.
Scott Bailey: Literalmente, não há espaço para erros.
AMY LO: Estamos testando e fazendo muitas análises para garantir que cada um deles entre em órbita.
$ 10 bilhões de viagem nessas unhas. O telescópio Hubble, que tem 340 milhas de altura, pode ser acessado com uma chave inglesa. Webb a um milhão de milhas de distância não pode ser consertado. Bill Ochs nos disse que se algo quebrar, há um plano de contingência.
Bill Ochs: Desenvolvemos algoritmos, basicamente, chamamos de luminescência, balançamos o telescópio um pouco e podemos movê-lo para frente e para trás. Se isso não funcionar, temos outro que chamamos de giroscópio, que pode girar o telescópio no sentido horário ou anti-horário, para ajudar a tirar as coisas.
Scott Bailey: Você fará o que eu faço com o hardware quando ele não estiver funcionando, você vai sacudir.
Bill Oaks: Sim, sim, faça o mesmo, sim.
Se os 107 pinos forem liberados, os espelhos sincronizarão e 10.000 funcionarão bem, Webb estará restrito a apenas cerca de 10 anos de combustível para girar e apontar. O Canadá contribuiu para o sistema de segmentação que direcionará Webb às maravilhas de todos os lugares. Mais de mil astrônomos em todo o mundo estão competindo pelo tempo do telescópio. Heidi Hamill foi premiado com 100 horas.
Heidi Hamill: Tenho muitas perguntas. Meu foco especial são as coisas em nosso sistema solar.
Hamill nos disse que a luz está cheia de informações. Webb pode determinar a química de um lugar analisando seus comprimentos de onda de luz.
Heidi Hamill: Qual é o conteúdo de água da atmosfera de Marte e como ele muda com o tempo?
O que impulsiona a química na atmosfera superior de Netuno? Podemos ver se há água saindo das luas de Júpiter ou Saturno? Há um número infinito de perguntas que desejo respostas.
A astrofísica Natalie Batalha também tem tempo na web. Você estará olhando para planetas fora de nosso sistema solar.
Natalie Batalha: Em média, cada estrela da galáxia tem pelo menos um planeta. Isso significa que existem mais planetas na galáxia do que estrelas. Centenas de bilhões de planetas.
E com tantos planetas por aí, Batalha tem a certeza que Webb poderá encontrar alguns com química e condições de vida.
Natalie Batalha: Acontece que existe um sistema planetário, a estrela tem sete planetas girando em torno dela. E a estrela está a apenas 40 anos-luz de distância, então é um ótimo alvo para estudar. Tem três planetas do tamanho da Terra orbitando no que eu chamaria de Zona Cachinhos Dourados, onde a vida poderia existir.
Scott Bailey: Nem muito quente, nem muito frio.
Natalie Batalha: Essa é a ideia. sim. Este também é um dos primeiros objetivos que notaremos usando Webb. E o que poderemos ver é se existe dióxido de carbono na atmosfera? O que são gases de efeito estufa? Existe dióxido de carbono com metano porque é isso que a terra tem. Então, olhando para esses componentes químicos, podemos ser capazes de juntar alguns deles se não for apenas um planeta no que chamamos de “zona habitável”, mas se realmente for um ambiente habitável.
Scott Bailey: E alguém pode perguntar: “Por que isso é importante?”
Natalie Batalha: O ponto final é acabar com a solidão cósmica. Queremos saber se existe vida lá fora.
Scott Bailey: Do ponto de vista de um pesquisador, Webb é evolucionário ou revolucionário?
Natalie Batalha: Cada vez que você coloca uma nova tecnologia no espaço, ou olha o universo com outros olhos, você – você aprende algo revolucionário. Algo que você nem esperava. Não sei quais serão essas surpresas, mas a tecnologia é revolucionária. Haverá grandes surpresas que nos surpreenderão.
Webb na porta a bordo de um foguete da ESA. Alguns, incluindo Amy Lou, podem prender a respiração enquanto ela se desenvolve na jornada de um mês até sua estação ao redor do sol. As primeiras imagens serão, em cerca de seis meses, convertidas de infravermelho invisível em imagens apropriadas para manchetes. As probabilidades são de que o que vemos, não entenderemos – a própria definição de espanto.
Produzido por Aaron Wise. Co-produtor, Ian Fleckinger. William Harwood, analista espacial da CBS News. Assistência na transmissão Michel Karim. Editado por Michael Mongola.
