Telescópio Espacial James Webb (JWST)

O Telescópio Espacial James Webb, em inglês James Webb Space Telescope (JWST), é um telescópio espacial projetado pela Nasa em colaboração com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadiana (CSA) com o intuito de substituir o Telescópio Espacial Hubble. Ele está localizado a mais de 1 milhão de quilômetros da órbita da Terra, orbitando o ponto Sol-Terra L2 Lagrange.

Ele foi desenvolvido para responder aos questionamentos sobre a formação do universo, a existência de planetas habitáveis, a evolução de galáxias, estrelas, buracos negros e sistemas planetários e investigar com profundidade os exoplanetas.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Localização do Telescópio Espacial James Webb
• 2 - Características do Telescópio Espacial James Webb
• 3 - Para que serve o Telescópio Espacial James Webb?
• 4 - Diferenças entre o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Hubble
• 5 - História do Telescópio Espacial James Webb
• 6 - Quem foi James Webb?

Localização do Telescópio Espacial James Webb

O Telescópio Espacial James Webb está localizado a aproximadamente 1.500.000 quilômetros da Terra, no ponto Sol-Terra L2 Lagrange, orbitando ao redor da Terra e do Sol, estando mais distante que a Lua, que está a 384.400 quilômetros da Terra.

Essa localização foi escolhida de maneira estratégica para a observação dos comprimentos de onda de luz do infravermelho, já que para observar isso é necessário que ele esteja abaixo da temperatura de 50 K (Kelvin), equivalente a  \(-223\ ºC\), que seus detectores estejam afastados da luz solar e da emissão térmica terrestre e, ainda assim, que consiga manter comunicação com a Terra.

Características do Telescópio Espacial James Webb

Podemos citar algumas características do Telescópio Espacial James Webb:

• Ele possui mais de 100 vezes a sensibilidade a ondas eletromagnéticas do Telescópio Espacial Hubble.

• Ele possui um espelho de captura de imagens 2,5 vezes maiores que o Telescópio Espacial Hubble.

• Ele está posicionado a uma distância de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, então por causa da sua localização se torna impossível a realização de missões espaciais de reparos.

• Ele funciona a temperaturas abaixo de 50 Kelvin, ou seja, \(-223\) graus Celsius.

• Os seus três principais módulos de instrumentos são o Integrated Science Instrument Module (ISIM), Optical Telescope Element (OTE) e Space Support Module (SSM).

  • O ISIM é um sistema que proporciona estrutura, ambiente e meio de transmissão para os dados que forem obtidos pelos seus três módulos científicos: NIRCam, NIRSpec e MIRI.

    • A Near Infrared Camera (NIRCam) é uma câmera de infravermelho que captura centenas de fotos individuais em vários comprimentos de onda ao longo de 12,5 horas e as une, gerando uma imagem precisa. Por meio dele, é possível visualizar galáxias nunca vistas e obter dados exatos de dimensões, profundidades e idades dos corpos celestes cujas luzes foram captadas.

    • O Mid Infrared Instrument (MIRI) é um instrumento combinado de câmera e espectrógrafo de infravermelho que proporciona a gravação de diversos comprimentos de onda na faixa do infravermelho, permitindo a visualização de imagens nítidas e coloridas e a visão de nuvens de gás e poeiras estelares, que contribuem para a formação estelar.

    • O Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) é um espectrógrafo de infravermelho que consegue analisar as radiações mais fracas e distantes das primeiras galáxias e também descobrir 100 corpos celestes simultaneamente.

• Todos os instrumentos do Telescópio Espacial James Webb são monitorados por uma unidade de controle central que é comandada por pessoas na Terra.

• O Telescópio Espacial James Webb possui um protetor solar que é um sistema de controle térmico passivo que visa a protegê-lo dos raios luminosos e térmicos do Sol, Terra e Lua.

Para que serve o Telescópio Espacial James Webb?

O Telescópio Espacial James Webb conseguirá responder a diversas questões científicas, servindo para:

• investigar a radiação infravermelha proveniente do Big Bang;

• investigar e compreender como se formam e evoluem as galáxias, estrelas e sistemas planetários;

• analisar quais planetas são habitáveis;

• tirar fotos das primeiras estrelas e galáxias formadas no Universo.

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Diferenças entre o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Hubble

O Telescópio Espacial James Webb foi criado para ser o sucessor do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer, ultrapassando a capacidade dos seus predecessores e visualizando uma grande quantidade de estrelas e galáxias nas mais variadas distâncias.

Isso se deve ao fato de o Telescópio James Webb estar a 1 milhão e 500 mil quilômetros da órbita da Terra, diferentemente do Hubble, que está a apenas 570 quilômetros da órbita da Terra. Além disso, ele possui uma massa de quase metade do Hubble, um espelho primário com diâmetro de mais do que o dobro do seu antecessor e área seis vezes maior que a do Hubble.

História do Telescópio Espacial James Webb

Em setembro de 1989, antes do lançamento do Telescópio Espacial Hubble, durante um workshop realizado no Space Telescope Science Institute (STScI), iniciou-se a discussão sobre quem realizaria a “próxima grande missão” após o Telescópio Espacial Hubble.

Foi iniciado, em 1996, o projeto do Telescópio Espacial de Próxima Geração — em inglês, Next Generation Space Telescope (NGST) —, da Nasa em colaboração com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadiana (CSA). Em 2002, foi alterado o nome do Telescópio Espacial de Próxima Geração para Telescópio Espacial James Webb.

Em 2007, o Telescópio Espacial James Webb deveria estar finalizado para lançamento, contudo ocorreram algumas falhas técnicas em seu espelho primário e novas reformulações que impediram que ele fosse lançado.

As despesas orçamentárias para o Telescópio Espacial James Webb, em 2014, estavam escassas, no valor de 3,3 bilhões de dólares. Em vista disso, o Cômite Científico da Câmara dos Deputados dos Estados Unidos da América sugeriu interromper o projeto. Contudo, os seus custos já haviam ultrapassado 8 bilhões de doláres. Por fim, um novo acordo financeiro foi firmado, garantindo ao projeto 10 bilhões de dólares. Em 2016, o Telescópio Espacial James Webb foi concluído.

Em 25 de dezembro de 2021, o Telescópio Espacial James Webb foi lançado a bordo do foguete Ariane 5, através do Centro Espacial de Kourou, na Guiana Francesa. Após apenas 31 minutos, ele já havia começado a implementação de seus painéis solares, antena, escudo solar, espelho e braço.

O Telescópio Espacial James Webb, em 24 de janeiro de 2022, atingiu a sua localização atual, o ponto L2 Lagrange. Em 11 de julho de 2022, a Nasa divulgou a primeira imagem registrada pelo Telescópio Espacial James Webb ao presidente dos Estados Unidos da América, Joe Biden.

Em 12 de julho de 2022, a Nasa divulgou ao público um conjunto de imagens registradas pelo Telescópio James Webb contendo imagens da Nebulosa Carina, Nebulosa do Anel Sul, Quinteto de Stephan, o Exoplaneta WASP 76b e o Aglomerado de Galáxias SMACS 0723. Provavelmente em 2032, o Telescópio Espacial James Webb finalizará a sua investigação do espaço.

Quem foi James Webb?

James Edwin Webb (1906-1992) foi um militar e político dos Estados Unidos da América que administrou a Nasa de 1961 a 1968, a convite do presidente John F. Kennedy (1917-1963) para substituir o diretor interino Hugh L. Dryden (1898-1965).

Durante o período da diretoria de James Webb, o governo estadunidense desenvolveu o Programa Apollo, com o objetivo de o homem pousar na Lua (em 1969, obteve-se sucesso). Webb também foi responsável por transformar a Nasa de um conjunto de institutos de pesquisas separados em uma organização estruturada e organizada tal como é nos dias atuais. Além disso, ele foi essencial para a formação do Centro de Espaçonaves Tripuladas, atualmente conhecido como Centro Espacial Lyndon B. Johnson, em Houston.

Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física