NASA liga a câmara infravermelha de 300 megapixéis do telescópio Roman

O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, ativou no espaço a sua principal câmara científica, assinalando um passo significativo rumo às primeiras imagens científicas do observatório, previstas para o início de 2027. O Wide Field Instrument, conhecido como WFI, é uma câmara infravermelha de 300 megapixéis concebida para mapear vastas regiões do universo, preservando ao mesmo tempo os detalhes finos.

O Coronagraph Instrument, um instrumento separado do telescópio, também passou por uma avaliação inicial dos seus sistemas eletrónicos, digitais e mecânicos. Em conjunto, estes avanços mostram que dois dos instrumentos centrais do Roman estão a responder conforme planeado durante um programa de comissionamento que deverá durar vários meses.

A ScienceDaily noticiou estes marcos, que ocorrem enquanto o Roman viaja cerca de um milhão de milhas em direção ao segundo ponto de Lagrange, ou L2. O destino do observatório é uma região do espaço onde realizará as suas investigações de longo prazo.

Uma visão ampla com detalhes nítidos

O Roman foi concebido para ocupar uma posição intermédia entre os levantamentos abrangentes possíveis com alguns observatórios e as imagens detalhadas associadas ao Telescópio Espacial Hubble, da NASA. Uma imagem do WFI abrangerá uma área do céu maior do que a área aparente de uma Lua cheia, proporcionando aos cientistas um campo de visão invulgarmente amplo numa única exposição.

Essa capacidade é importante porque muitas das investigações do Roman dependem da análise de um número enorme de objetos e de grandes secções do cosmos. Os investigadores pretendem utilizar as suas observações para estudar planetas fora do sistema solar, explorar a energia escura e examinar a distribuição da matéria no universo.

Os dados dos levantamentos também serão úteis para além desses objetivos principais. Como o instrumento recolherá observações extensas e detalhadas, os cientistas esperam que o arquivo resultante apoie muitas outras investigações.

Antes de o WFI poder ser ligado, os engenheiros passaram 10 dias a secá-lo e a descontaminá-lo. Durante essa preparação, os seus detetores foram mantidos a menos 85 graus Fahrenheit, ou menos 65 Celsius. Essa temperatura era superior ao nível exigido para o funcionamento normal.

Na manhã de 11 de setembro, o aquecedor foi desligado e o instrumento pôde arrefecer até menos 225 Fahrenheit, ou menos 143 Celsius. Os engenheiros ativaram então os seus 18 detetores infravermelhos. A sua superfície combinada sensível à luz é aproximadamente comparável à de um ecrã de computador portátil.

O sistema de calibração foi ligado mais tarde nesse dia. Os dados de teste começaram a atravessar o instrumento na manhã seguinte e foram transmitidos às equipas na Terra para análise.

Testar as partes móveis da câmara

O trabalho de comissionamento passou então para a roda de elementos do WFI. Este mecanismo transporta filtros, prismas e outros componentes óticos, selecionando os comprimentos de onda que chegam aos detetores. Também pode dividir a luz dos objetos astronómicos em cores separadas, fornecendo informações que uma simples imagem não consegue fornecer.

A roda foi testada pela primeira vez sem os efeitos da gravidade na noite de sábado. Os engenheiros começaram a verificar o sistema de focagem na manhã seguinte. Manter o foco será essencial, uma vez que se espera que o Roman produza centenas de milhares de imagens durante a sua missão.

Enquanto estas atividades decorriam, os detetores continuaram a arrefecer em direção à sua temperatura de funcionamento final, de cerca de menos 300 Fahrenheit, equivalente a menos 183 Celsius. Os resultados dos testes indicaram que o WFI está a funcionar conforme esperado.

Josh Schlieder, cientista do WFI no Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland, afirmou que a ativação bem-sucedida confirmou anos de trabalho realizado em terra. Atribuiu o mérito às equipas do Goddard, da BAE Systems e da Teledyne, bem como aos centros científicos da missão, e descreveu a conquista como um marco importante.

A procura do Roman por planetas próximos

O Coronagraph Instrument destina-se a demonstrar tecnologia para observar diretamente planetas que orbitam outras estrelas. Esses planetas são muito menos luminosos do que as estrelas que orbitam, o que dificulta a sua observação com técnicas de captação de imagens convencionais.

O coronógrafo do Roman combina ótica, máscaras, espelhos deformáveis e sensores para reduzir o brilho intenso de uma estrela hospedeira. Se o sistema funcionar conforme previsto, poderá permitir detetar parte da ténue luz refletida por planetas em torno de estrelas próximas.

No Coronagraph Commanding Center do Caltech/IPAC, em Pasadena, Califórnia, as equipas confirmaram a comunicação com todos os principais componentes do instrumento. As verificações abrangeram software, controlos térmicos, mecanismos, câmaras e aviónica. Os engenheiros também demonstraram que os controladores em terra podiam operar as partes móveis que posicionam máscaras, filtros de cor, lentes e prismas.

O sistema térmico também foi testado, incluindo a sua capacidade de aquecer o equipamento até 72 Fahrenheit, ou 22 Celsius. A maior parte do coronógrafo foi concebida para funcionar a aproximadamente à temperatura ambiente, com exceção dos seus detetores. Mantê-lo relativamente quente simplifica os testes e ajuda a conservar as características dos materiais necessárias aos seus espelhos deformáveis.

O coronógrafo está agora a passar por um período de descontaminação de 30 dias, durante o qual os seus detetores permanecem quentes para que a água e vestígios de substâncias químicas possam deixar as suas superfícies. Os engenheiros interromperão ocasionalmente esse processo para realizar trabalhos adicionais de calibração inicial.

As verificações bem-sucedidas dos instrumentos do Roman não assinalam o fim do comissionamento, mas eliminam importantes incertezas iniciais. A missão continua dentro do calendário previsto para publicar as suas primeiras imagens científicas no início de 2027.