COMPOSIÇÃO DO TELESCÓPIO J. WEBB

 

O Telescópio Espacial James Webb (JWST), o sucessor do Telescópio Espacial Hubble, é uma das mais ambiciosas e avançadas missões de observação astronómica já desenvolvidas. A composição e os materiais usados no JWST foram cuidadosamente escolhidos para maximizar sua capacidade de observar o universo nas faixas do infravermelho próximo e médio.

Estrutura Principal e Materiais

1. Espelho Primário:

   • Material: Berílio.
   • Justificativa: O berílio foi escolhido pela sua rigidez, leveza e estabilidade dimensional em temperaturas extremamente baixas. O espelho primário do JWST é composto por 18 segmentos hexagonais revestidos com ouro, o que aumenta a sua eficiência na reflexão de luz infravermelha.

2. Revestimento do Espelho:

   • Material: Ouro.
   • Justificativa: O ouro foi selecionado devido à sua alta refletividade no espectro do infravermelho, essencial para a detecção de objetos muito distantes e fracos.

3. Escudo Solar:

   • Material: Kapton, revestido com alumínio e dopado com silício.
   • Justificativa: O Kapton foi escolhido pela sua resistência ao calor e à radiação. O escudo solar de cinco camadas reduz a temperatura dos instrumentos do telescópio, permitindo observações infravermelhas sensíveis.

4. Instrumentos Científicos:

   • Material: Diversos, incluindo alumínio, titânio, silício e compostos de carboneto.
   • Justificativa: Os materiais foram selecionados pelas suas propriedades específicas, como resistência à radiação, capacidade de operar em baixas temperaturas e estabilidade dimensional. Cada instrumento, como o Near Infrared Camera (NIRCam) e o Mid-Infrared Instrument (MIRI), possui componentes feitos de materiais otimizados para as suas funções.

5. Estrutura de Suporte:

   • Material: Compostos de fibra de carbono.
   • Justificativa: Esses compostos são leves, fortes e resistem à deformação em condições extremas, garantindo a integridade estrutural do telescópio.

Razões para a Escolha da Composição

1. Operação em Ambiente de Baixa Temperatura:

   • O JWST opera a temperaturas próximas ao zero absoluto (-223°C), necessárias para observar o infravermelho. Materiais como o berílio e o Kapton são essenciais para manter a estabilidade e funcionalidade nessas condições extremas.

2. Redução de Massa:

   • O lançamento de telescópios espaciais requer otimização da massa para minimizar custos e maximizar a eficiência. Materiais leves como berílio e compostos de fibra de carbono ajudam a reduzir significativamente o peso total do telescópio.

3. Estabilidade Dimensional:

   • A precisão na observação astronômica exige que os componentes do telescópio mantenham as suas formas e posições relativas sob variações de temperatura e radiação espacial. Materiais como o berílio e o carbono compostos são ideais devido à sua baixa expansão térmica e alta resistência.

4. Alta Refletividade no Infravermelho:

   • A principal missão do JWST é observar o universo no infravermelho, necessitando de materiais com alta reflectividade nesse espectro. O ouro, com as suas propriedades reflectivas superiores no infravermelho, é crucial para o revestimento dos espelhos.

5. Durabilidade e Resistência:

   • A missão do JWST, planeada para durar pelo menos 10 anos, requer materiais duráveis e resistentes à radiação e às partículas carregadas do espaço. A escolha de materiais como o Kapton e os compostos de carbono garante que o telescópio possa suportar o ambiente espacial rigoroso ao longo da sua vida útil.

Bibliografia

Em Inglês

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