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www.planetario.up.pt /hubble TELESCÓPIO ESPACIAL Célula original dos painéis solares do Telescópio Espacial Hubble. Em órbita de abril de 1990 até dezembro de 1993. Quando os painéis voltaram à Terra, foram detetados mais de 80 mil impactos de variados tamanhos, numa média de mil impactos por dia. Cada um destes tinha um diâmetro médio de 1 mícron. PEÇA OFERECIDA PELA ESA NO ÂMBITO DA CELEBRAÇÃO DOS 25 ANOS DO HUBBLE AO DELEGADO DE PORTUGAL AO COMITÉ DO PROGRAMA CIENTÍFICO (SPC) DA ESA, MÁRIO JOÃO P. F. G. MONTEIRO (DFA/FCUP & IA U. PORTO). Como surgiu a ideia de um telescópio espacial? A ideia de um telescópio em órbita da Terra foi apresentada pela primeira vez num artigo publicado em 1923, por Hermann Oberth (1894‑1989) [à esquerda]. Em 1946, Lyman Spitzer Jr. (1914-1997) [à direita], num relatório sobre vantagens de um observatório fora da Terra, defendeu a construção, do que mais tarde, viria a ser o Telescópio Espacial Hubble. Herança da tecnologia de espionagem O Telescópio Espacial Hubble será o “descendente” de um telescópio espião denominado KH‑11 “Kennen”. Foi lançado pelo U. S. National Reconnaissance Office em 1976, ou seja, 14 anos antes do lançamento do Hubble. Apesar do seu aspeto ser secreto, pensa‑se que o KH‑11 seria muito semelhante ao Hubble (embora um pouco mais curto), de tal forma que muitas técnicas e até tecnologia terão sido herdadas. A construção do espelho do KH‑11, por exemplo, exigiu a criação de um método de polimento controlado por computador que terá sido depois usado na construção do espelho do Hubble. eXtreme Deep Field Os “deep fields” (campos profundos) são observações que se fixam num determinado local do céu e que acumulam a luz que dele chega ao longo de muitas horas. Em cima a última imagem de campos profundos produzida pelo Hubble – intitulada Campo Profundo Extremo, que se localiza na constelação da Fornalha (Fornax), correspondendo a menos de 1/10 do tamanho da lua cheia (cerca de 30 milionésimos da totalidade do céu). Combina observações do ACS e WFC3, obtidas ao longo de mais de uma década (que incluem o Hubble Ultra Deep Field e o Hubble Ultra Deep Field Infrared), totalizando mais de 555 horas de exposição apenas a esta zona do céu. Esta longa exposição, que revelou cerca de 5500 galáxias, é a mais profunda imagem do Universo alguma vez produzida – a mais distante das galáxias na imagem está a 13,2 mil milhões de anos luz, pelo que a sua luz foi emitida quando o Universo tinha pouco mais de 500 milhões de anos de idade. EDWIN POWELL HUBBLE (1889‑1953) provou, em 1925, que o Universo não se limita apenas à Via Láctea e que há inúmeras outras galáxias no Universo. Em 1929, publica o seu artigo que relaciona velocidade de afastamento e a distância das galáxias, provando assim que o Universo está em expansão. Trinta anos após a sua morte o Grande Telescópio Espacial (Large Space Telescope – LST) é renomeado Telescópio Espacial Hubble, em sua honra. Edwin Hubble, dentro do foco primário do telescópio Hale (de 5,1 m), do Observatório do Monte Palomar (EUA). O telescópio era tão grande, que os astrónomos podiam sentar-se dentro do local normalmente reservado para o espelho secundário. ≈ 10 km Avião comercial ≈ 112 km SpaceShip One (Virgin Galactic) ≈ 400 km Estação Espacial Internacional (ISS) ≈ 547 km Telescópio Espacial Hubble (HST) ≈ 20 200 km Satélites GPS ^ ≈ 23 222 km Satélites Galileo ^ ^ ≈ 35 786 km Satélites Geoestacionários Qual é a precisão? O Hubble é capaz de fixar um alvo, sem desviar mais do que 7 milionésimos de segundo de arco, ou seja, aproximadamente a espessura de um cabelo humano a 2,5 km de distância. Quem opera? O Telescópio Espacial Hubble é um projeto conjunto entre a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA). Conta com a participação dos seguintes países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Canadá, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos da América, Finlândia, França, Grécia, Hungria, Irlanda, Itália, Luxemburgo, Noruega, Países Baixos, Portugal, República Checa, Reino Unido, Roménia, Suécia, Suíça. Como funciona? Quando a luz de um objeto distante entra pela abertura do telescópio, é focada no espelho primário e refletida para o secundário, que a reflete de volta, na direção do orifício no centro do espelho primário, passando para os instrumentos na traseira do telescópio. O Hubble tem, por isso, uma distância focal de 57,6 metros, com uma abertura relativa f/24. Como comunica com a Terra? O Hubble não comunica diretamente com estações terrestres, fá-lo através das suas pequenas antenas por via de satélites específicos. Recebidos na Estação terrestre no Novo México (EUA) Transferidos para o Centro Espacial Goddard, em Greenbelt (EUA) Guardados no Instituto de Ciência do HST, em Baltimore (EUA) Luz Rastreados e transmitido por satélite Dados Qual é a sua velocidade? O Hubble na sua órbita tem uma velocidade de cerca de 7,59 km/s conseguindo completar uma volta à Terra em 95,45 minutos. 95,45 minutos 27 324 km/h Qual é gama de radiação que deteta? Desde o ultravioleta, passando pelo visível, até ao infravermelho. 115 a 2500 nanómetros Visível CONQUISTAS DO HUBBLE 1990 A 20 de maio o Hubble faz a sua primeira imagem: o enxame de estrelas NGC 3532. 1992 Discos protoplanetários observados na Nebulosa de Orion. 1994 Colisão do cometa Shoemaker‑Levi‑9 com Júpiter. Observação da galáxia M87 confirma a existência da buracos negros supermassivos. 1995 Divulgada a imagem “Pilares da Criação”, na nebulosa da Águia (M16). 1996 Divulgado o Campo Profundo do Hubble (Hubble Deep Field – HDF), resultado de 10 dias consecutivos de observação. 1998 Descoberta da Expansão Acelerada do Universo. 1999 Determinação da idade/tamanho do Universo. 2004 Hubble Ultra Deep Field (HUDF). 2005 Descoberta de duas luas em Plutão (mais tarde batizadas Nix e Hydra). 2007 Mapa tridimensional da distribuição da matéria escura do Universo. 2008 Revelada imagem direta do exoplaneta Fomalhaut b. 2011 Publicado o artigo científico número 10 mil com dados do Hubble e efectuou-se a observação 1 milhão (análise espectros‑ cópica do exoplaneta HAT-P-7b). 2012 eXtreme Deep Field. 2013 Deteção de erupções de vapor de água no lua de Júpiter Europa. 2014 Primeira observação de um asteróide a desintegrar‑se. 2015 Imagem de uma supernova distante em cruz de Einstein, provocada pelo efeito de lente gravitacional criado pelo enxame de galáxias MACS J1149+2223. 2016 Observação da galáxia GN‑z11, quando o Universo tinha menos de 3% da idade atual (cerca de 400 milhões de anos de idade). HISTÓRIA DO TELESCÓPIO 1969 A Academia de Ciências dos EUA aprova o projeto do Grande Telescópio Espacial (Large Space Telescope – LST). 1975 A Agência Espacial Europeia (ESA) aceita ser parceira no projeto. 1977 O congresso norte‑americano aprova o financiamento do LST. 1979 Começa a ser construído o espelho principal do LST, de 2,4 metros de diâmetro. 1983 O LST é renomeado Telescópio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope – HST), em honra de Edwin Hubble. 1985 Termina a construção do Telescópio Espacial Hubble. 1986 A explosão do vaivém Challenger suspende, temporariamente, as missões dos vaivéns o que atrasa o lançamento do Hubble. 1990 A 25 de abril, o vaivém espacial Discovery (STS‑31) coloca o Hubble em órbita da Terra, a cerca de 570 km de altitude. A 25 de junho é descoberta a aberração esférica no espelho principal – o Hubble tinha astigmatismo. 1993 Missão de serviço 1, pelo vaivém espacial Endeavour (STS‑61), para instalação de sistemas de correção ótica e substituição dos painéis solares. 1997 Missão de serviço 2, pelo vaivém espacial Discovery (STS‑82). 1999 Missão de serviço 3A, pelo vaivém Discovery (STS‑103). 2002 Missão de serviço 3B, pelo vaivém Columbia (STS‑109). 2009 Missão de serviço 4, pelo vaivém espacial Atlantis (STS‑125). Esta foi a última missão de serviço ao Hubble. 2011 Com a reforma da frota de vaivéns espaciais, deixou de ser possível reparar o Hubble. No entanto, ele manter‑se‑á em funcionamento até que seja possível. 2018 > Nos próximos anos será lançado o sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb (James Webb Space Telescope – JWST). O JWST ficará em órbita da Terra a 1,5 milhões de km. Porta de abertura Porta que é fechada para evitar a entrada, no Hubble, da luz proveniente do Sol, da Terra ou da Lua. Espelho primário O espelho primário do Hubble é feito de um vidro especial, coberto por alumínio e um composto que ajuda a refletir ultravioletas. Tem 2,4 metros de diâmetro e reflete a luz para o espelho secundário. Espelho secundário Construído com a mesma tecnologia e materiais do primário. Tem cerca de 30 centímetros de diâmetro e reflete a luz para os instrumentos na parte de trás do telescópio, através de um furo no centro do espelho primário. Painéis solares O terceiro conjunto de painéis solares do Hubble gera cerca de 5600 W, energia suficiente para operar em simultâneo todos os instrumentos, que têm de um consumo médio de 2100 W. O resto é armazenando em 6 baterias de níquel-hidrogénio (com capacidade equivalente a 20 baterias de 12 V para automóvel), sendo usada quando o telescópio se encontra na sombra. Ao contrário das versões anteriores, estes painéis são rígidos e por isso não vibram, tornando possível apontar o telescópio com precisão extrema. Sensor de orientação fina (FGS) O Hubble tem 3 FGS’s a bordo. Dois deles servem para apontar e bloquear o telescópio ao seu alvo, enquanto o terceiro é usado para medições da posição das estrelas, uma técnica conhecida como astrometria. Antenas de comunicação Assim que o Hubble observa um objeto celeste, os seus computadores convertem-no em longas sequências de código binário, que são transmitidas, por uma das suas antenas, para um dos satélites de monitorização e retransmissão de dados (Tracking and Data Relay Satellite System – TDRSS). Transmitem cerca de 140 GB de dados em bruto por semana. Sistemas de Suporte Sistemas essenciais, como computadores, baterias, giroscópios, etc. Espectrógrafo de Imagem do Telescópio Espacial (STIS) Reparado durante a missão SM4, o STIS é um instrumento versátil e multitarefa que tira partido da tecnologia mais avançada. Tem uma câmara e um espectrógrafo que cobrem uma vasta gama de frequências, do infravermelho próximo ao ultravioleta. Espectrógrafo de Origens Cósmicas (COS) O COS é um instrumento de terceira geração que complementa o STIS, ao obter espectros nos ultravioleta próximo e extremo. Procura novas perspetivas sobre a origem e natureza das estruturas a larga escala do Universo. Está no mesmo slot onde costumava estavar o COSTAR. Câmara de infravermelho próximo e Espectrómetro multiobjeto (NICMOS) O NICMOS é um instrumento que produz imagens no infravermelho próximo e observações espectros cópicas de objetos astronómicos. Deteta luz no intervalo de comprimentos de onda entre os 800 e 2500 nanómetros. Câmara avançada de Rastreios (ACS) Reparada durante a missão SM4, a ACS é um instrumento de segunda geração. O seu amplo campo de visão permite-lhe mapear detalhadamente regiões do céu, complementando assim as capacidades da WFC3. Câmara de grande campo 3 (WFC3) A WFC3 foi a última atualização à estrutura responsável pelas capacidades de imagem do Hubble e substituiu a histórica WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera 2). Esta câmara é pancromática (igualmente sensível a todas as cores do espectro) e regista imagens detalhadas, numa gama de frequências que vão do infravermelho próximo, passando pelo visível, até ao ultravioleta próximo. Permite ver, por exemplo, como é que a estrutura das galáxias varia ao longo da história do Universo. 13,2 metros ≈ 12 toneladas 4,2 m 2,4 m 828 kg Espelho principal As dimensões do corpo do Hubble são aproximadamente iguais às de um autocarro. Espelho secundário 0,3 m 12,3 kg 2,5 m 7,5 m Estas imagens sem edição da galáxia M100 foram obtidas em 1993. A da esquerda a 27 de novembro (poucos dias antes da correção) com a WFPC‑1 e a da direita a 31 de dezembro com a WFPC-2. SM1: de 2 a 13 dezembro 1993 A primeira missão de serviço teve como objetivo corrigir a aberração esférica do espelho principal, através da instalação, pelos astronautas, de novos instrumentos: – a Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2), que para além da correcção, aumentou significativamente a cobertura no ultravioleta; – o COSTAR (the Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), um complexo sistema de 5 pares de espelhos (uma espécie de óculos) que vieram corrigir a luz dirigida para os instrumentos Faint Object Camera (FOC), Faint Object Spectrograph (FOS) e Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS). Nesta missão foram também substituídos os primeiros painéis solares de que faz parte a peça em exposição. SM2: de 11 a 21 Fevereiro 1997 Procedeu à instalação de novos instrumentos, como o STIS e a NICMOS. Estes, estenderam a gama de frequências de observação para o infravermelho próximo. Também foram substituídos os componentes danificados ou degradados. SM3A: de 19 a 27 dezembro 1999 O que era suposto uma missão de rotina, passou a urgente a 13 de novembro 1999, quando o telescópio entrou em modo de segurança, depois do quarto de seis giroscópios falhar (o Hubble precisa no mínimo de 3 para se orientar com precisão). De modo a ter o Hubble funcional o mais rápido possível, a NASA separou a terceira missão de serviço em duas. Na missão SM3A foram instalados apenas sistemas essenciais,, como novos giroscópios ou um computador 20 vezes mais rápido e com 6 vezes mais memória. SM3B: de 1 a 12 Março 2002 Durante a segunda parte da terceira missão de serviço, foi instalada a ACS, que substituiu a Faint Object Camera (FOC), o último dos instrumentos originais ainda a bordo. A câmara NICMOS recebeu um novo sistema de criogenia que o refrigera até 203 °C, restaurando a sua capacidade de observar no infravermelho. Pela segunda vez, foram trocados os painéis solares por uns, 30% mais pequenos e 20% mais eficientes a converter luz solar em eletricidade. SM4: de 11 a 24 maio 2009 Durante esta missão os avariados STIS e ACS tornaram‑se os primeiros instrumentos reparados em órbita. Foi também instalada a WFC3, que substituiu a WFPC2, e o COS, instalado depois da remoção do COSTAR. Para prolongar a vida do Hubble até ao lançamento do seu sucessor, foram ainda instaladas novas baterias, novos giroscópios, um novo computador, um reparado FGS e uma nova cobertura de isolamento. MISSÕES DE SERVIÇO (SM) AO HUBBLE Uma das razões para o Hubble ter sido colocado numa órbita baixa da Terra foi para que se pudessem realizar missões de serviço planeadas, com os vaivéns espaciais, de modo a facilitar a reparação e atualização dos seus sistemas e instrumentação. Assim que iniciou a sua atividade, a equipa do Hubble detetou uma falha séria – o Hubble tinha astigmatismo! Devido a um desvio de apenas 2,2 microns da curvatura ideal, o espelho principal era demasiado plano na borda, dando origem a aberrações esféricas. Por isto, em vez de serem objetos pontuais, as estrelas observadas tinham pouca nitidez, aparecendo como discos de 1 segundo de arco (em vez dos 0,1 segundos de arco previstos). A primeira das missões de serviço ganhou assim uma dimensão acrescida, ao substituir instrumentos originais por outros desenhados para corrigirem o astigmatismo do Hubble – O COSTAR e a WFPC‑2. Pilares da Criação Em 1995, com a WFPC2, o Hubble produziu uma das suas mais icónicas imagens – Os Pilares da Criação, na Nebulosa da Águia (M16). Estas três gigantescas “estalagmites” de gás e poeira (a mais comprida a medir 4 anos‑luz de extensão) são verdadeiras maternidades de estrelas. Cerca de 20 anos depois, para comemorar o 25.º aniversário do Telescópio Espacial Hubble em órbita, a equipa decidiu revisitar os pilares, agora com a mais moderna WFC3. Com esta câmara foi possível obter uma imagem com maior resolução, não só na banda do visível, como também na banda infravermelha. A imagem da esquerda mostra os “pilares” em luz visível, capturando o brilho multicolorido das nuvens de gases, velozes pontinhos de poeira cósmica escura e as nuances cor de ferrugem das famosas colunas da nebulosa. A imagem da direita foi obtida na banda do infravermelho, que nos permite “ver” através da poeira escura e do gás, revelando os detalhes e estrelas no interior dos pilares, normalmente escondidas em luz visível.

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T E L E S C Ó P I O E S P A C I A L

Célula original dos painéis solares do Telescópio Espacial Hubble. Em órbita de abril de 1990 até dezembro de 1993.

Quando os painéis voltaram à Terra, foram detetados mais de 80 mil impactos de variados tamanhos, numa média de mil impactos por dia. Cada um destes tinha um diâmetro médio de 1 mícron.

PEÇA OFERECIDA PELA ESA NO ÂMBITO DA CELEBRAÇÃO DOS 25 ANOS DO HUBBLE AO DELEGADO DE PORTUGAL AO COMITÉ DO PROGRAMA CIENTÍFICO (SPC) DA ESA, MÁRIO JOÃO P. F. G. MONTEIRO (DFA/FCUP & IA U. PORTO).

Como surgiu a ideia de um telescópio espacial?A ideia de um telescópio em órbita da Terra foi apresentada pela primeira vez num artigo publicado em 1923, por Hermann Oberth (1894‑1989) [à esquerda]. Em 1946, Lyman Spitzer Jr. (1914-1997) [à direita], num relatório sobre vantagens de um observatório fora da Terra, defendeu a construção, do que mais tarde, viria a ser o Telescópio Espacial Hubble.

Herança da tecnologia de espionagemO Telescópio Espacial Hubble será o “descendente” de um telescópio espião denominado KH‑11 “Kennen”. Foi lançado pelo U. S. National Reconnaissance Office em 1976, ou seja, 14 anos antes do lançamento do Hubble. Apesar do seu aspeto ser secreto, pensa‑se que o KH‑11 seria muito semelhante ao Hubble (embora um pouco mais curto), de tal forma que muitas técnicas e até tecnologia terão sido herdadas. A construção do espelho do KH‑11, por exemplo, exigiu a criação de um método de polimento controlado por computador que terá sido depois usado na construção do espelho do Hubble.

eXtreme Deep FieldOs “deep fields” (campos profundos) são observações que se fixam num determinado local do céu e que acumulam a luz que dele chega ao longo de muitas horas. Em cima a última imagem de campos profundos produzida pelo Hubble – intitulada Campo Profundo Extremo, que se localiza na constelação da Fornalha (Fornax), correspondendo a menos de 1/10 do tamanho da lua cheia (cerca de 30 milionésimos da totalidade do céu).Combina observações do ACS e WFC3, obtidas ao longo de mais de uma década (que incluem o Hubble Ultra Deep Field e o Hubble Ultra Deep Field Infrared), totalizando mais de 555 horas de exposição apenas a esta zona do céu. Esta longa exposição, que revelou cerca de 5500 galáxias, é a mais profunda imagem do Universo alguma vez produzida – a mais distante das galáxias na imagem está a 13,2 mil milhões de anos luz, pelo que a sua luz foi emitida quando o Universo tinha pouco mais de 500 milhões de anos de idade.

EDWIN POWELL HUBBLE (1889‑1953) provou, em 1925, que o Universo não se limita apenas à Via Láctea e que há inúmeras outras galáxias no Universo. Em 1929, publica o seu artigo que relaciona velocidade de afastamento e a distância das galáxias, provando assim que o Universo está em expansão. Trinta anos após a sua morte o Grande Telescópio Espacial (Large Space Telescope – LST) é renomeado Telescópio Espacial Hubble, em sua honra.

Edwin Hubble, dentro do foco primário do telescópio Hale (de 5,1 m), do Observatório do Monte Palomar (EUA). O telescópio era tão grande, que os astrónomos podiam sentar-se dentro do local normalmente reservado para o espelho secundário.

≈ 10 kmAvião comercial

≈ 112 kmSpaceShip One (Virgin Galactic)

≈ 400 kmEstação Espacial Internacional (ISS)

≈ 547 kmTelescópio Espacial Hubble (HST)

≈ 20 200 kmSatélites GPS

^ ≈ 23 222 kmSatélites Galileo

^ ^ ≈ 35 786 kmSatélites Geoestacionários

Qual é a precisão?O Hubble é capaz de fixar um alvo, sem desviar mais do que 7 milionésimos de segundo de arco, ou seja, aproximadamente a espessura de um cabelo humano a 2,5 km de distância.

Quem opera?O Telescópio Espacial Hubble é um projeto conjunto entre a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA).Conta com a participação dos seguintes países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Canadá, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos da América, Finlândia, França, Grécia, Hungria, Irlanda, Itália, Luxemburgo, Noruega, Países Baixos, Portugal, República Checa, Reino Unido, Roménia, Suécia, Suíça.

Como funciona?Quando a luz de um objeto distante entra pela abertura do telescópio, é focada no espelho primário e refletida para o secundário, que a reflete de volta, na direção do orifício no centro do espelho primário, passando para os instrumentos na traseira do telescópio.O Hubble tem, por isso, uma distância focal de 57,6 metros, com uma abertura relativa f/24.

Como comunica com a Terra?O Hubble não comunica diretamente com estações terrestres, fá-lo através das suas pequenas antenas por via de satélites específicos.

Recebidos na Estação terrestre no Novo México (EUA)

Transferidos para o Centro Espacial Goddard, em Greenbelt (EUA)

Guardados no Instituto de Ciência do HST, em Baltimore (EUA)

LuzRastreados e transmitido por satélite

Dados

Qual é a sua velocidade?O Hubble na sua órbita tem uma velocidade de cerca de 7,59 km/s conseguindo completar uma volta à Terra em 95,45 minutos.

95,45 minutos27 324 km/h

Qual é gama de radiação que deteta?Desde o ultravioleta, passando pelo visível, até ao infravermelho.

115 a 2500 nanómetros

Visível

CONQUISTAS DO HUBBLE1990

A 20 de maio o Hubble faz a sua primeira imagem: o enxame de estrelas NGC 3532.

1992Discos protoplanetários observados na Nebulosa de Orion.

1994Colisão do cometa Shoemaker‑Levi‑9 com Júpiter.

Observação da galáxia M87 confirma a existência da buracos negros supermassivos.

1995Divulgada a imagem “Pilares da Criação”, na nebulosa da Águia (M16).

1996Divulgado o Campo Profundo do Hubble (Hubble Deep Field – HDF), resultado de 10 dias consecutivos de observação.

1998Descoberta da Expansão Acelerada do Universo.

1999Determinação da idade/tamanho do Universo.

2004Hubble Ultra Deep Field (HUDF).

2005Descoberta de duas luas em Plutão (mais tarde batizadas Nix e Hydra).

2007Mapa tridimensional da distribuição da matéria escura do Universo.

2008Revelada imagem direta do exoplaneta Fomalhaut b.

2011Publicado o artigo científico número 10 mil com dados do Hubble e efectuou-se a observação 1 milhão (análise espectros‑cópica do exoplaneta HAT-P-7b).

2012eXtreme Deep Field.

2013Deteção de erupções de vapor de água no lua de Júpiter Europa.

2014Primeira observação de um asteróide a desintegrar‑se.

2015Imagem de uma supernova distante em cruz de Einstein, provocada pelo efeito de lente gravitacional criado pelo enxame de galáxias MACS J1149+2223.

2016Observação da galáxia GN‑z11, quando o Universo tinha menos de 3% da idade atual (cerca de 400 milhões de anos de idade).

HISTÓRIA DO TELESCÓPIO1969

A Academia de Ciências dos EUA aprova o projeto do Grande Telescópio Espacial (Large Space Telescope – LST).

1975A Agência Espacial Europeia (ESA) aceita ser parceira no projeto.

1977O congresso norte‑americano aprova o financiamento do LST.

1979Começa a ser construído o espelho principal do LST, de 2,4 metros de diâmetro.

1983O LST é renomeado Telescópio Espacial Hubble (Hubble Space Telescope – HST), em honra de Edwin Hubble.

1985Termina a construção do Telescópio Espacial Hubble.

1986A explosão do vaivém Challenger suspende, temporariamente, as missões dos vaivéns o que atrasa o lançamento do Hubble.

1990A 25 de abril, o vaivém espacial Discovery (STS‑31) coloca o Hubble em órbita da Terra, a cerca de 570 km de altitude.

A 25 de junho é descoberta a aberração esférica no espelho principal – o Hubble tinha astigmatismo.

1993Missão de serviço 1, pelo vaivém espacial Endeavour (STS‑61), para instalação de sistemas de correção ótica e substituição dos painéis solares.

1997Missão de serviço 2, pelo vaivém espacial Discovery (STS‑82).

1999Missão de serviço 3A, pelo vaivém Discovery (STS‑103).

2002Missão de serviço 3B, pelo vaivém Columbia (STS‑109).

2009Missão de serviço 4, pelo vaivém espacial Atlantis (STS‑125). Esta foi a última missão de serviço ao Hubble.

2011Com a reforma da frota de vaivéns espaciais, deixou de ser possível reparar o Hubble. No entanto, ele manter‑se‑á em funcionamento até que seja possível.

2018 >Nos próximos anos será lançado o sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb (James Webb Space Telescope – JWST). O JWST ficará em órbita da Terra a 1,5 milhões de km.

Porta de aberturaPorta que é fechada para evitar a entrada, no Hubble, da luz proveniente do Sol, da Terra ou da Lua.

Espelho primárioO espelho primário do Hubble é feito de um vidro especial, coberto por alumínio e um composto que ajuda a refletir ultravioletas. Tem 2,4 metros de diâmetro e reflete a luz para o espelho secundário.

Espelho secundárioConstruído com a mesma tecnologia e materiais do primário. Tem cerca de 30 centímetros de diâmetro e reflete a luz para os instrumentos na parte de trás do telescópio, através de um furo no centro do espelho primário.

Painéis solaresO terceiro conjunto de painéis solares do Hubble gera cerca de 5600 W, energia suficiente para operar em simultâneo todos os instrumentos, que têm de um consumo médio de 2100 W. O resto é armazenando em 6 baterias de níquel-hidrogénio (com capacidade equivalente a 20 baterias de 12 V para automóvel), sendo usada quando o telescópio se encontra na sombra. Ao contrário das versões anteriores, estes painéis são rígidos e por isso não vibram, tornando possível apontar o telescópio com precisão extrema.

Sensor de orientação fina (FGS)O Hubble tem 3 FGS’s a bordo. Dois deles servem para apontar e bloquear o telescópio ao seu alvo, enquanto o terceiro é usado para medições da posição das estrelas, uma técnica conhecida como astrometria.

Antenas de comunicaçãoAssim que o Hubble observa um objeto celeste, os seus computadores convertem-no em longas sequências de código binário, que são transmitidas, por uma das suas antenas, para um dos satélites de monitorização e retransmissão de dados (Tracking and Data Relay Satellite System – TDRSS).Transmitem cerca de 140 GB de dados em bruto por semana.

Sistemas de SuporteSistemas essenciais, como computadores, baterias, giroscópios, etc.

Espectrógrafo de Imagem do Telescópio Espacial (STIS)Reparado durante a missão SM4, o STIS é um instrumento versátil e multitarefa que tira partido da tecnologia mais avançada. Tem uma câmara e um espectrógrafo que cobrem uma vasta gama de frequências, do infravermelho próximo ao ultravioleta.

Espectrógrafo de Origens Cósmicas (COS)O COS é um instrumento de terceira geração que complementa o STIS, ao obter espectros nos ultravioleta próximo e extremo. Procura novas perspetivas sobre a origem e natureza das estruturas a larga escala do Universo. Está no mesmo slot onde costumava estavar o COSTAR.

Câmara de infravermelho próximo e Espectrómetro multiobjeto (NICMOS)O NICMOS é um instrumento que produz imagens no infravermelho próximo e observações espectros­cópicas de objetos astronómicos. Deteta luz no intervalo de comprimentos de onda entre os 800 e 2500 nanómetros.

Câmara avançada de Rastreios (ACS)Reparada durante a missão SM4, a ACS é um instrumento de segunda geração. O seu amplo campo de visão permite-lhe mapear detalhadamente regiões do céu, complementando assim as capacidades da WFC3.

Câmara de grande campo 3 (WFC3)A WFC3 foi a última atualização à estrutura responsável pelas capacidades de imagem do Hubble e substituiu a histórica WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera 2). Esta câmara é pancromática (igualmente sensível a todas as cores do espectro) e regista imagens detalhadas, numa gama de frequências que vão do infravermelho próximo, passando pelo visível, até ao ultravioleta próximo. Permite ver, por exemplo, como é que a estrutura das galáxias varia ao longo da história do Universo.

13,2 metros

≈ 12 toneladas4,2 m2,4 m

828 kg

Espelho principal

As dimensões do corpo do Hubble são aproximadamente iguais às de um autocarro.

Espelho secundário

0,3 m12,3 kg

2,5 m

7,5 m

Estas imagens sem edição da galáxia M100 foram obtidas em 1993. A da esquerda a 27 de novembro (poucos dias antes da correção) com a WFPC‑1 e a da direita a 31 de dezembro com a WFPC-2.

SM1: de 2 a 13 dezembro 1993 A primeira missão de serviço teve como objetivo corrigir a aberração esférica do espelho principal, através da instalação, pelos astronautas, de novos instrumentos: – a Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2), que para além da correcção, aumentou significativamente a cobertura no ultravioleta; – o COSTAR (the Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), um complexo sistema de 5 pares de espelhos (uma espécie de óculos) que vieram corrigir a luz dirigida para os instrumentos Faint Object Camera (FOC), Faint Object Spectrograph (FOS) e Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS).Nesta missão foram também substituídos os primeiros painéis solares de que faz parte a peça em exposição.

SM2: de 11 a 21 Fevereiro 1997Procedeu à instalação de novos instrumentos, como o STIS e a NICMOS. Estes, estenderam a gama de frequências de observação para o infravermelho próximo. Também foram substituídos os componentes danificados ou degradados.

SM3A: de 19 a 27 dezembro 1999O que era suposto uma missão de rotina, passou a urgente a 13 de novembro 1999, quando o telescópio entrou em modo de segurança, depois do quarto de seis giroscópios falhar (o Hubble precisa no mínimo de 3 para se orientar com precisão). De modo a ter o Hubble funcional o mais rápido possível, a NASA separou a terceira missão de serviço em duas. Na missão SM3A foram instalados apenas sistemas essenciais,, como novos giroscópios ou um computador 20 vezes mais rápido e com 6 vezes mais memória.

SM3B: de 1 a 12 Março 2002Durante a segunda parte da terceira missão de serviço, foi instalada a ACS, que substituiu a Faint Object Camera (FOC), o último dos instrumentos originais ainda a bordo. A câmara NICMOS recebeu um novo sistema de criogenia que o refrigera até –203 °C, restaurando a sua capacidade de observar no infravermelho. Pela segunda vez, foram trocados os painéis solares por uns, 30% mais pequenos e 20% mais eficientes a converter luz solar em eletricidade.

SM4: de 11 a 24 maio 2009Durante esta missão os avariados STIS e ACS tornaram‑se os primeiros instrumentos reparados em órbita. Foi também instalada a WFC3, que substituiu a WFPC2, e o COS, instalado depois da remoção do COSTAR. Para prolongar a vida do Hubble até ao lançamento do seu sucessor, foram ainda instaladas novas baterias, novos giroscópios, um novo computador, um reparado FGS e uma nova cobertura de isolamento.

MISSÕES DE SERVIÇO (SM) AO HUBBLE

Uma das razões para o Hubble ter sido colocado numa órbita baixa da Terra foi para que se pudessem realizar missões de serviço planeadas, com os vaivéns espaciais, de modo a facilitar a reparação e atualização dos seus sistemas e instrumentação.Assim que iniciou a sua atividade, a equipa do Hubble detetou uma falha séria – o Hubble tinha astigmatismo! Devido a um desvio de apenas 2,2 microns da curvatura ideal, o espelho principal era demasiado plano na borda, dando origem a aberrações esféricas. Por isto, em vez de serem objetos pontuais, as estrelas observadas tinham pouca nitidez, aparecendo como discos de 1 segundo de arco (em vez dos 0,1 segundos de arco previstos).A primeira das missões de serviço ganhou assim uma dimensão acrescida, ao substituir instrumentos originais por outros desenhados para corrigirem o astigmatismo do Hubble – O COSTAR e a WFPC‑2.

Pilares da CriaçãoEm 1995, com a WFPC2, o Hubble produziu uma das suas mais icónicas imagens – Os Pilares da Criação, na Nebulosa da Águia (M16). Estas três gigantescas “estalagmites” de gás e poeira (a mais comprida a medir 4 anos‑luz de extensão) são verdadeiras maternidades de estrelas.Cerca de 20 anos depois, para comemorar o 25.º aniversário do Telescópio Espacial Hubble em órbita, a equipa decidiu revisitar os pilares, agora com a mais moderna WFC3. Com esta câmara foi possível obter uma imagem com maior resolução, não só na banda do visível, como também na banda infravermelha. A imagem da esquerda mostra os “pilares” em luz visível, capturando o brilho multicolorido das nuvens de gases, velozes pontinhos de poeira cósmica escura e as nuances cor de ferrugem das famosas colunas da nebulosa. A imagem da direita foi obtida na banda do infravermelho, que nos permite “ver” através da poeira escura e do gás, revelando os detalhes e estrelas no interior dos pilares, normalmente escondidas em luz visível.