Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 34 — páginas 21 a 40
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Assuntos identificados: solar, impressão, peças, espacial, buraco, terra, física, universo, negro, astronomia.
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22 NGC 3372 - Nebulosa de Carina astrofotógrafo: Bruno Bonicontro março de 2022 Maringá-PR
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23 O primeiro texto dessa série (O mundo da impressão 3D: Aplicações) publicado na edição 31 dessa revista (Setem- bro de 2021), contextualizou algu- mas das principais aplicações atu- ais das impressões 3D que tem o potencial de transformar nossas vidas. O segundo texto da série (O mundo da Impressão 3D: im- pressoras 3D e fi lamentos) publi- cado na edição 32 dessa revista (Dezembro de 2021), abordou um pouco sobre os tipos de impresso- ras 3D e alguns tipos de fi lamen- tos e suas principais diferenças e características. O terceiro texto da série (O mundo da impressão 3D: o processo de impressão) publica- do na edição 33 (Março de 2022), abordou todo o processo a ser fei- to, desde a escolha do modelo a ser impresso, as confi gurações para o fatiamento e a impressão em si. Agora nesse quarto texto, abordaremos os aspectos educa- cionais do que é possível explorar com as impressões 3D. No fi nal do ano de 2017 (se não me engano), eu fui apresentado ao mundo da Impressão 3D pelo meu Finalmente chegamos no úl- timo texto da série sobre Im- pressões 3D. Ricardo Francisco Pereira [email protected] O MUNDO DA IMPRESSÃO 3D: APLICAÇÕES EDUCACIONAIS amigo e camarada Wilson Guer- ra, também membro da Revista Astronova. Imediatamente eu fi - quei encantado e já me toquei do imenso potencial dessa tecnolo- gia para a área de Educação. Du- rante um tempo eu fi quei namo- rando esse “mundo”, até tomar coragem para estudar mais o as- sunto e comprar a minha primei- ra impressora 3D (que eu já nem tenho mais), então desde o início, meu foco na Impressão 3D já era a área educacional, mas não que eu não tenha imprimido modelos aleatórios como decoração, pla- cas engraçadas, peças para zuar alguma coisa ou alguém, para mi- nha casa, meu “escritório” etc.
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24 Como eu trabalho com a área de ensino de Física e Astronomia, a maioria das peças que eu impri- mo pertence a essas duas áreas, então serão as peças que usa- rei para discutir o potencial de- las voltadas para o ensino dessas áreas. Infelizmente, por causa da pandemia, a universidade pas- sou os anos de 2020 e 2021 no modo de Ensino Remoto Emer - gencial (ERE), ou seja, nesse perío- do, nunca tive contato direto com alunos ou com professores em cursos de formação continuada, com isso, quase não tive oportu- nidade de desenvolver trabalhos com alunos do curso de Licencia- tura em Física ou com professo- res em cursos de formação con- tinuada. Meu único trabalho com as impressões 3D foi no Progra- ma Residência Pedagógica e por mais que essa atividade tenha me mostrado várias coisas sobre a relação da Impressão 3D com o ensino, a atividade foi muito limi- tada por ter sido realizada total- mente em modo remoto. Para quem tiver interesse, nós produzimos uma apostila chama- da “Analisando o potencial de al- gumas impressões 3D no Ensino de Física”, onde meus orientan- dos escreveram textos discutindo o uso de algumas peças 3D no En- sino de Física. Socializamos essa apostila em meu site (www.recur- sosdefisica.com.br) na página Im- pressão 3D. A Física e a Astronomia são Ciên- cias muito subjetivas, mas em sen- tidos diferentes, no ensino de Fí- sica, lidamos com conceitos que são muito abstratos e que não po- demos observar ou tocar, mas só sentirmos seus efeitos. Por exem- plo, conceitos como forças, acele- rações, energias, campos (gravi- tacionais, elétricos e magnéticos), cargas elétricas, átomos, radia- ções dentre muitos outros, ge- ram bastante dificuldades para compreendê-los por que não os vemos ou tocamos, só sentimos seus efeitos. Já na Astronomia, a Ciência que estuda o Universo, o problema da abstração é porque o que conhecemos no Universo afo- ra (planetas, estrelas, cometas, As- teróides, Galáxias, Aglomerados, Buraco Negros, Quasares, Pulsa- res, Supernovas, Nebulosas etc) são objetos ou estruturas muito grandes, numa escala totalmente diferente do que encontramos no nosso dia a dia. Quando pensamos em materiais ou recursos para se ensinar Físi- ca e Astronomia, é preciso levar em conta essas abstrações e as dificuldades de aprendizagem im- plícitas por causa delas. Entendo que as peças impressas nas im- pressoras 3D atendem muito bem a essas necessidades, mostrando situações que é impossível de se ver hoje em dia, como um buraco negro devorando uma estrela, ou mesmo a estrutura de um pulsar Quando pensamos em materiais ou recursos para se ensinar Física e Astronomia, é preciso levar em conta as abstrações e as dificuldades de aprendizagem implícitas por causa delas. Entendo que as peças impressas nas impressoras 3D atendem muito bem a essas necessidades (...) ou de um sistema de planetas ex- trassolar. Da atividade que realizamos no Programa Residência Pedagógica (focada no ensino de Física), per- cebemos que existem diferentes tipos de usos para as peças 3D, com isso, definimos 4 principais tipos de usos para as peças im- pressas:
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25 Imagem 1: Impressão 3D de Arquimedes, a coroa e a banheira. Autoria Própria. Imagem 3: Impressão 3D de um carro movido a ar. Autoria Própria. Imagem 2: Impressão 3D mostrando as linhas de campo magnético. Autoria própria. Tipo 2 Peças que apresentam ou demonstrem conceitos físicos. Por exemplo: na imagem 2 temos uma impressão 3D mostrando a representação das linhas de campo magnético que é algo que não podemos ver ou pegar, mas sentimos seus efeitos; Tipo 3 Peças que mostram aplicações de conceitos ou fenômenos físicos. Por exemplo: na imagem 3 temos uma impressão de um Balloon Car, que é um veículo movido a ar que sai da bexiga, passa por dentro do carro e sai pela traseira dele, impulsionando-o; Tipo 4 Peças que ajudam na compreensão da Física envolvida em uma determinada aplicação. Por exemplo: na imagem 4, temos um corte de um pistão de um motor 4 tempos, onde o mecanismo interno do pistão se movimenta para mostrar o processo cíclico de funcionamento do motor. Tipo 1 Peças que mostram um contexto ou um cenário que, a partir delas, podem ser exploradas uma questão histórica, científica ou social. Exemplo: na imagem 1, temos um conjunto de impressões 3D representando Arquimedes, a coroa e a banheira, a partir desse contexto, pode-se discutir a história de Arquimedes e o estudo sobre densidades; Imagem 4: Corte de um pistão de motor. Autoria Própria.
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26 Esses tipos de usos vieram da aná- lise das peças que nós discutimos na atividade desenvolvida e todas elas eram voltadas para o ensino de Física. Para saber mais sobre elas, acesse a apostila produzida na página que já indicamos. Destaco que os 4 tipos de usos in- dicados é uma classifi cação que é consequência do trabalho que desenvolvi com meus orientan- dos e se mais peças forem ana- lisadas, mais tipos de usos po- deriam ser descritos. Também é importante destacar que as peças podem ser classifi cadas com 2 ou mais dos tipos de usos educacio- nais, então quanto mais catego- rias ela pode ser usada, maior o potencial que ela tem para o ensi- no de Física. TIPO 1 Peças mostrando como são alguns objetos celestes, tais como satélites naturais, cometas, asteroides, pulsar etc; Imagem 5: Impressão 3D de um Pulsar. Autoria Própria. Na Astronomia, pelas caracte- rísticas dessa Ciência (que já dis- cutimos anteriormente) e pelos modelos disponíveis, os usos edu- cacionais para as peças impressas são diferentes, mas em essência, tem os mesmos objetivos. Em mi- nha análise, os 7 principais usos dessas peças na Astronomia são: Os pulsares (ver imagem 5) são objetos muito misteriosos, mas extremamente energéticos no Universo. Eles possuem um campo magnético absurdamente poderoso, rotacionam a velocidades imensas e emitem rajadas de Raios-X Universo afora. Na peça, as linhas amarelas representam as linhas de campo magnético e os cones representam a emissão de Raios-X e por girarem muito rápido, essa emissão é detectada como pulsos de Raios-X muito rápidos, por isso esse objeto recebe o nome de Pulsar. No Pulsar, o poderosíssimo campo magnético acaba arrancando cargas elétricas da superfície e como ele rotaciona, o campo elétrico gerado por essas cargas elétricas também está em movimento e acaba gerando uma poderosa emissão de ondas eletromagnéticas na faixa dos Raios-X no formato de uma rajada emitida nos polos magnéticos do Pulsar. Com esse modelo, é possível mostrar o que é um Pulsar e explicar porque ele emite as rajadas de Raios-X. Na Terra, podemos fazer uma comparação direta com um Farol em alto mar, emitindo um poderoso sinal de luz giratório no período da noite e avisando embarcações da posição de uma ilha em rotas marítimas.
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27 TIPO 2 Peças mostrando como são a estrutura de certos objetos celestes, tais como: estrutura interna da Terra, núcleo de nebulosa, buraco negro devorando estrela etc; Imagem 6: Impressão 3D da estrutura de um Buraco negro devorando uma estrela. Autoria Própria. Um Buraco Negro (ver imagem 6) é um dos objetos mais misteriosos e que menos conhecemos no Universo, entretanto, é um dos que mais geram curiosidades e confusão nas pessoas. No conhecimento popular, as pessoas acham que o Buraco Negro é simplesmente um buraco que atrai tudo, inclusive a luz, mas essa é uma descrição errada do que é esse objeto. O Buraco Negro é uma estrutura composta de algumas partes, dentre elas o resto de uma estrela que explodiu e que gera atração gravitacional tão descomunal que atrai tudo que chega perto dele, inclusive a luz. Na peça impressa o disco amarelo representa o Disco de Acreção, que é uma região em torno do Buraco Negro onde a matéria se acumula e orbita o Buraco Negro a altíssimas velocidades e com o tempo essa matéria espirala na direção dele. Nessa região, essa matéria em movimento fi ca superaquecida e irradia radiação eletromagnética, principalmente Raios-X, que inclusive é uma das formas de se detectar os Buracos Negros. A parte mais externa da esfera negra representa o Horizonte de Eventos, que é conhecido como ponto de não-retorno, o limite de onde a partir dele, tudo que passa esse ponto é atraído pelo Buraco Negro, nem mesmo a luz consegue escapar. No centro dessa esfera fi ca o objeto celeste estupidamente denso que é o que sobrou da explosão de uma estrela. Esse objeto é que deforma o espaço-tempo criando toda essa estrutura que chamamos de Buraco Negro. O que parece ser “chifres” saindo do centro da esfera negra é uma representação da emissão de Radiação Hawking. Essa emissão ocorre quando matéria “cai” no Buraco Negro e ela recebeu esse nome em homenagem ao Físico Stephen Hawking. Já a esfera vermelha é a representação de uma estrela Supergigante vermelha que está tendo matéria “roubada” pela força gravitacional do Buraco Negro. Essa matéria acaba se acumulando no disco de acreção, podendo eventualmente “cair” no Buraco Negro. Com essa peça, podemos mostrar toda a estrutura do Buraco Negro, desmistifi cando a visão que as pessoas têm dessa estrutura, assim como mostrar como ele “funciona” ao “roubar” matéria de uma estrela que passa próxima o sufi ciente dele.
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28 TIPO 3 Peças que mostram comparações de tamanhos e comparação de distâncias, por exemplo: modelos do Sistema Solar, modelo de sistemas planetários extra-solares, modelos de constelações; TIPO 4 Peças que demonstram ou ajudam a demonstrar alguns conceitos astronômicos, por exemplo: modelos de constelações e movimento anual do Sol, imagem do buraco negro etc; Uma das questões que mais atraem a atenção em Astronomia são os tamanhos e distâncias. Os tamanhos e as distâncias dos objetos celestes estão em patamares muito fora da nossa realidade cotidiana, então essas diferenças que mostram o quanto somos pequenos e como tudo é muito distante no Universo gera admiração e curiosidade sobre o Universo. Para tentar mostrar essas diferenças, praticamente só era possível mostrar imagens ou animações em vídeos, que já conseguem cumprir bem com esse objetivo, mas a Impressão 3D leva essa ação para outro nível. O modelo impresso na fotografi a (ver imagem 7) é um modelo em escala de tamanho do Sol e dos planetas do Sistema Solar e a escala, desse modelo específi co, é 1:2.500.000.000, isso signifi ca que cada milímetro nessa escala representa 2.500 quilômetros na realidade. Quando estudamos Astronomia básica de posição, estudamos o céu como observadores na superfície da Terra e um dos conceitos mais importantes é o movimento do Sol no céu. Ao observamos o Sol ao longo de um dia, vemos Imagem 7: Impressão 3D de um modelo do Sistema Solar em proporção de tamanho. Autoria Própria. Na base da peça temos dispostos os planetas, que não estão dispostos em proporção de distância, mas sim na proporção de tamanho e a parede vertical representa um pedacinho do Sol. Com esse modelo, podemos discutir os tamanhos principais dos objetos do Sistema Solar como ponto de partida para discutirmos as principais características desses planetas e do Sol. percorrendo um certo caminho no céu, a isso chamamos de Movimento Anual do Sol e isso está ligado as Estações do Ano e à inclinação do eixo de rotação da Terra.
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29 TIPO 5 Peças que tem a função de ajudar na observação do céu ou de fenômenos astronômicos, por exemplo: instrumentos astronômicos antigos, óculos ou visores para observar eclipses solares; Na Astronomia amadora, quando falamos de observações astronômicas, existe uma regra que nunca pode ser descumprida e ela é: nunca observe o Sol a olho nú. Essa regra existe porque é muito perigoso olhar para o Sol com os olhos nus ou com instrumentos sem a devida proteção necessária. O risco de danos severos a retina é muito alto. Um eclipse solar é um dos fenômenos astronômicos mais fantásticos a se observar, apesar de ter todos os anos, a região onde é possível ver a totalidade do eclipse é pequena e sempre muda muito a localidade a cada eclipse. Também é o fenômeno onde mais gera interesse pela população leiga. Imagem 9: Impressão 3D de um óculos para observação de eclipse solar. Autoria Própria. Conforme nosso planeta translada ao redor do Sol, ele mantém a mesma direção da inclinação do eixo de rotação a Terra, é o que gera as estações do ano porque conforme Imagem 8: Impressão 3D de modelos mostrando a trajetória do Sol no céu em diferentes latitudes. Autoria Própria. passa o tempo, o planeta recebe quantidade diferente de luz solar. Como consequência das Estações do Ano, vemos o Sol se mover pelo céu em posições diferentes ao longo do ano e cada localidade verá o Sol se mover em posições diferentes no céu e em posições diferente ao longo do ano. As peças impressas (ver imagem 8) mostram as linhas que determinam o movimento do Sol ao longo do dia para lugares com latitudes diferentes, então com essas peças, é possível abordar sobre o movimento anual do Sol, Estações do Ano, eixo de inclinação da Terra e insolação solar. Em um eclipse solar, quando a Lua passa entre a linha que “liga” a Terra e o Sol e cobre o disco solar total ou parcialmente, temos o risco de causar danos à visão até que o disco solar seja quase totalmente coberto, a luz do Sol que chega até nós na superfície da Terra ainda é muito forte.
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30 Para observar o evento com segurança, é necessário ter equipamentos adequados e nesse caso é um fi ltro específi co para a observação do Sol ou algum tipo de máscara que tenha um “vidro de soldador” número 14. Ambos bloqueiam a maior parte da luz do Sol e em especial, bloqueiam a radiação ultravioleta que tem o potencial de danifi car a retina, com isso, permitem uma observação segura do evento. Fazendo uma pesquisa nos portais que distribuem modelos 3D gratuitamente, como o Thingiverse (www.thingiverse.com), há alguns modelos de óculos ou visores diferentes que, com o fi ltro adequado, pode ser usado para a observação de um eclipse solar. Esse modelo da fotogrtafi a (ver imagem 9) foi coberto com 2 pedaços de fi ltro específi co para a observação do Sol. Infelizmente esse fi ltro não é algo fácil de achar, sendo quase sempre só encontrado para compra em sites internacionais. A vantagem do modelo 3D é que ele pode ser dimensionado para que fi que confortável e em posição correta de acordo com a necessidade de cada pessoa. TIPO 6 Peças que tem a função de mostrar como é a superfície ou parte da superfície de algum objeto, por exemplo: crateras, vales, superfície da Lua ou de Marte etc; O Perseverance, rover marciano da NASA foi lançado no dia 30 de julho de 2020 e pousou na superfície marciana no dia 18 de fevereiro de 2021 na cratera Jezero, desse lugar começaram as “aventuras” do rover para estudar a superfície de Marte. Conhecemos bem a superfície de Marte porque ela já foi muito fotografada pelas sondas que orbitaram e orbitam o planeta e pelas sondas e rovers na superfície que já pousaram e funcionaram na superfície dele. São imagens de altíssima qualidade e beleza, entretanto, não geram a mesma sensação comparado com um modelo tridimensional bem-feito. A peça impressa da fotografi a (ver imagem 10) é um modelo 3D de uma parte da cratera Jezero e foi modelada para ter 4 partes. Nela é possível ver e sentir (tato) variações de nível, montanhas, crateras e o que se acredita ser um Imagem 10: Impressão 3D de uma parte da cratera Jezero em Marte. Autoria Própria. delta do que no passado foi um rio marciano, esse inclusive é um dos principais motivos do Perseverance ter sido mandando para essa região, para investigar a possibilidade de que essa região possa ter abrigado formas de vida. Essa peça possibilita analisar melhor as estruturas na superfície de outro planeta, assim como discutir as regiões possíveis onde em um passado bem remoto, possa ter abrigado vida na superfície Marciana.
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31 TIPO 7 Peças ligadas à Astronáutica, por exemplo: foguetes, estações espaciais, telescópios espaciais ou naves e sondas espaciais. A história da exploração espacial é muito rica com relação a equipamentos produzidos e que nos trouxeram enormes conhecimentos e um desses equipamentos é o Telescópio Espacial Hubble, um dos equipamentos científi cos mais importantes já produzidos pela humanidade. Há mais de 30 anos no espaço nos ajudando a observar e compreender o Universo, o ganho de conhecimento gerado por esse equipamento é incalculável, além das inúmeras e deslumbrantes imagens do Universo. A peça impressa (ver imagem 11) é um modelo fi el do telescópio verdadeiro e seu uso é simplesmente mostrar como é o equipamento para poder eventualmente discutir a importância dele para os estudos do Universo afora e o quanto descobrimos coisas novas e evoluímos nosso conhecimento. Imagem 11: Impressão 3D de modelos do Telescópio Espacial Hubble. Autoria Própria. PARA SABER MAIS: • O mundo da impressão 3D: Aplicações (Astronova nº 31, Setembro de 2021). • O mundo da impressão 3D: Impressoras 3D e fi lamentos (Astronova nº 32, Dezembro de 2021). • O mundo da impressão 3D: O processo de impressão (Astronova nº 33, Março de 2022). • Analisando o potencial de algumas impressões no ensino de Física http://www.recursosdefi sica.com.br/potencial-da- impressao-3d-no-ensino-de-fi sica.html Ricardo Francisco Pereira é professor do Departamento de Física da UEM. Graduado em Física, é mestre e doutor em Educação para a Ciência e Matemática. Mantém a página Recursos de Física.
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33 TELESCÓPIO ESPACIAL JAMES WEBB DESDOBRANDO A HISTÓRIA DO COSMOS Adriane C. Casteleira [email protected] O Telescópio Espacial Ja- mes Webb (JWST) é o mais novo observatório espa- cial da Nasa e está destinado a ser tão grandioso e popular como seu “irmão mais velho”, o Telescópio Espacial Hubble. Com um objetivo épico: ampliar nossa compreen- são do universo. O JWST é capaz de observar todo o cosmos, desde planetas a estre- las, de nebulosas a galáxias, bem como exoplanetas mais próximos, podendo até mesmo revelar deta- lhes mais requintados dos resi- dentes do nosso próprio Sistema Solar e procurar sinais fracos das primeiras galáxias que se forma- ram no universo. O James Webb foi projetado para se basear nas descobertas reali- zadas por outros observatórios espaciais, como Hubble e Spitzer. Contudo, enquanto o Hubble vê o universo em luz visível e ultravio- leta, Webb se concentra no infra- vermelho, um comprimento de onda importante para espiar ob- jetos distantes através de gases e poeira. Depois que o Spitzer abriu trilhas no infravermelho, o Webb nos levará mais longe com seu es- pelho primário de 6,5m de diâme- tro, dividido em 18 segmentos he- xagonais. O grande espelho do Webb e o conjunto de modernos instru- mentos são protegidos por um es- O JWST é o mais novo observatório espacial da Nasa e está destinado a ser tão grandioso e popular como seu “irmão mais velho”, o Telescópio Espacial Hubble. Com um objetivo épico: ampliar nossa compreensão do universo.
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34 Foi concebido em 1996 como Next Generation Space Telescope (NGST). A princípio, sua abertura seria de 8m, com lançamento planejado para 2007 e o responsável pelo projeto era a empresa Lockheed Martin; Em 2002 ele foi renomeado e recebeu o nome do 2º administrador da NASA, James Edwin Webb; Em 2003, a TRW assumiu o projeto, o espelho primário teria 6,1m de abertura e seu lançamento em 2010. Porém, no fi nal desse mesmo ano, a TRW foi comprada pela Northrop Grumman, causando um novo adiamento. A Northrop Grumman Space Technology, antiga TRW, permanece no projeto; da concepção ao lançamento cudo solar de cinco camadas do tamanho de uma quadra de tênis. Tudo isso projetado para ser do- brado e caber dentro da coifa do foguete Ariane 5 (Ariane Space). Essa sequência de implantação nunca foi realizada anteriormen- te e o processo de desdobramen- to do JWST até o alinhamento de seus espelhos foi acompanhado com muita expectativa pelo mun- do todo e durou aproximadamen- te cinco meses. A missão levou mais de duas dé- cadas para ser desenvolvida, até o dia de seu lançamento, em 25 de dezembro de 2021, a partir do es- paçoporto de Kourou, na Guiana Francesa, e contou com a colabo- ração de engenheiros e diversos profi ssionais de mais de 14 países, numa parceria da Nasa, Agência Espacial Europeia (ESA) e Agência Espacial Canadense (CSA). Agora o James Webb está devidamen- te desdobrado, posicionado e ali- Em 2005 um aumento nosvalores levou a um novo replanejamento. As signifi cativas mudanças adiaram o James Webb para 2013. Com isso, o projeto foi estimado em mais de US$4.5 bilhões; nhado para começar sua missão científi ca, com expectativa de aproximadamente dez anos. James Webb: a saga O Telescópio Espacial James Webb é o maior e mais podero- so telescópio de ciência espacial já construído. Ele nos permitirá Uma das primeiras concepções de como seria o Webb, ainda chamado de Next Generation Space Telescope
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35 Em 2018, a NASA adiou seu lançamento para 2020 depois de um rasgo no escudo solar durante os testes e, ainda em 2018, um novo adiamento foi anunciado para 2021. durante os testes e, ainda em 2018, um novo adiamento foi anunciado para 2021. Depois de quase 10 anos de planejamento, fi nalmente, em 2007,sua construção começou a sair do papel; Em 2010 o cronograma precisou ser revisado, mas ainda visando seu lançamento para 2015, até no máximo 2018; Em 2011, o design fi nal do James Webb estava quase concluído. Em 2015 começou a montagem de seus segmentos hexagonais e, no fi nal de 2016, o James Webb já estava pronto e sua fase de testes foi iniciada; exploração desde dentro do nos- so sistema solar até as galáxias mais distantes do universo primi- tivo. Mas o programa não foi fácil nem rápido. Somente depois de duas décadas, a partir do início do pro- grama, que o JWST estava pronto para iniciar as fases de testes, no fi nal de 2016. O telescópio teve de passar por uma bateria dos mais variados testes - vibração, temperatura, pressão, etc. Um dos testes com o escudo solar, constituído de 5 ca- madas de uma malha de políme- ro revestida com alumínio, extre- mamente fi nas, resultou em uma pequena avaria, além de um pro- blema de trepidação interna da coifa do Ariane 5, que foi neces- sário um remodelamento. Depois desses infortúnios que atrasaram mais um pouco o lançamento do telescópio James Webb, ainda foi James Webb depois do teste de implementação do escudo solar olhar para trás e ver um período da história cósmica nunca antes observado. Foi construído para complementar e promover as descobertas do Hubble, do Spit- zer e de outras missões, acessan- do os comprimentos de onda do infravermelho próximo e do infra- vermelho médio com resolução sem precedentes, dando acesso à
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36 necessária uma operação para transportar o JWST dos EUA para a Guiana Francesa, de maneira a as- segurar a integridade e segurança do equipamento. Acompanhamos o lançamento, que ocorreu no dia 25 de dezem- bro, depois de alguns cancela- mentos ocorridos no mesmo ano, por diversos motivos. Atualmente ele está devidamente posicionado em sua órbita, o desdobramento de seu espelho primário e escudo solar ocorreram como esperado, seus espelhos e instrumentos fo- ram alinhados e testados e a pri- meira imagem que mostrará todo o poder do JWST tem data marca- da para ser exibida ao público: 12 de julho de 2022. A órbita O ponto de L2 fica além da órbi- ta do nosso satélite natural. Essa órbita especial, chamada de Pon- to de Lagrange L2, é uma das cin- co posições no espaço onde a atra- ção gravitacional do Sol e da Terra equilibra a força centrípeta neces- sária para que uma espaçonave se mova com eles, isto significa uma redução significativa do combus- tível necessário para que uma es- paçonave permaneça em posição. O combustível do JWST servirá apenas para pequenas correções e reposicionamento. A localiza- ção também permite que um lado do protetor solar do Webb esteja sempre voltado para o Sol, a Terra e a Lua, impedindo que seu calor e luz atinjam a óptica sensível do telescópio.
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38 Os instrumentos São quatro principais instrumen- tos científicos do JWST que estão contidos no Integrated Science In- trument Module (ISIM), que está situado no chamado “lado frio” do telescópio, protegidos pelo Escu- do Solar da luz e do calor do Sol, da Terra e da Lua. O JWST vai operar em dois mo- dos de observação: imagem e es- pectroscopia. A luz recebida pelos seus instrumentos passará por uma variedade de ferramentas (câmeras, espectrógrafos, coro- nógrafos, etc.) e cada instrumento possui um campo de visão único em área, forma e orientação. 1) Near-Infrared Camera (NIR- Cam) - Proverá imagens em alta resolução de uma variedade de objetos. Vai operar num compri- mento de onda de 0,6 a 5 microns Depois do espelho primário devidamente alinhado, os instrumentos foram testados para avaliar o foco e está equipado com espectrógra- fo e coronógrafo. 2) Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) - Um instrumento ver- sátil que também vai operar no comprimento de onda de 0,6 a 5 microns. É o primeiro instrumen- to no espaço capaz de observar mais de 100 objetos simultane- amente. Chamado de “matriz de microobturadores”, suas células possuem a largura de um fio de ca- belo com tampas que abrem e fe- cham quando um campo magné - tico é aplicado. Cada célula pode ser controlada individualmente, permitindo que seja aberta ou fe- chada para visualizar ou bloquear uma parte do céu. 3) Near-Infrared Slitless Spec- trograph/Fine Guidance Sensor (NIRISS/FGS) - O NIRISS fornece imagens de infravermelho próxi- mo e recursos espectroscópicos. Como o único instrumento equi- pado com uma máscara de aber- tura, o NIRISS tem a capacidade única de capturar imagens de ob- jetos brilhantes com uma resolu- ção maior do que os outros gera- dores de imagens. NIRISS também opera em um comprimento de onda de 0,6 a 5 mícrons. No mes- mo conjunto do NIRISS está o sen- sor de orientação fina (FGS) do
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39 JWST. O FGS é um sistema de câ- meras projetado para garantir que o Webb esteja estável e apon- tando exatamente na direção cer- ta durante toda a observação. 4) Mid-Infrared Instrument (MIRI) - O MIRI possui recursos de imagem e espectroscopia nos comprimentos de onda do infra- vermelho médio, isto é, opera em uma faixa de comprimento de onda de 5 a 28 mícrons. O MIRI é equipado com uma câmera, coro- nógrafos, espectrógrafos e uma unidade de campo integral, que é uma combinação de câmera e es- pectrógrafo usada para capturar e mapear espectros em um cam- po de visão. Como o único instru- mento de infravermelho médio, os astrônomos confiam no MIRI para estudar a luz desviada para o vermelho de galáxias distantes, estrelas recém-formadas, come- tas fracamente visíveis e objetos no Cinturão de Kuiper. Por que infravermelho? O JWST estudará a luz infraverme- lha de objetos celestes com mui- to mais clareza e sensibilidade do que nenhum outro instrumento contruído anteriormente. Ao contrário dos comprimentos de onda curtos e apertados da luz visível, os comprimentos de onda mais longos da luz infravermelha passam pela poeira com mais fa- cilidade. Desta forma, as estrelas em formação e planetas “escondi- Adriane Casteleira é integrante do grupo de astronomia Gedal, administradora das redes sociais da AstroNova. Imagem em infravermelho, feita pelo Hubble, dos conhecidos “Pilares da Criação, estrutura encontreada na Nebulosa da Águia (NGC 6611), composta de poeira e gás, especialmente hidrogênio molecular, vital para o nascimento de novas estrelas. do” por detrás de nuvens de poei- ra se tornarão visíveis aos instru- mentos infravermelhos do Webb. Estudar a luz infravermelha tam- bém nos ajuda a ver mais de per- to o início do universo. Por meio de um processo chamado redshif- ting cosmológico, a luz é esticada à medida que o universo se expan- de, de modo que a luz das estre- las emitida em comprimentos de onda ultravioleta curto e visível é esticada para os comprimentos de onda mais longos da luz infraver- melha. Agora nos resta aguardar a primei- ra imagem que o Webb aprosetará ao mundo, com todo o seu poten- cial e as futuras descobertas que virão em seguida. Fontes e referências: www.nasa.gov/mission_pages/webb ESA: www.esa.int/ Wikipedia: en.wikipedia.org/ wiki/James_Webb_Space_ Telescope#History Webb Media Kit (Nasa)
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40 17º Encontro Paranaense de Astronomia 16 a 19 de junho de 2022 - Marialva/PR ALGUNS MOMENTOS
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41 mais fotos nas redes sociais da Revista AstroNova