O maior telescópio espacial do mundo - clique na imagem para ampliá-laO seu nome oficial é Observatório Espacial Herschel, mas ele atenderá bem por telescópio espacial ou ainda por telescópio de infravermelho Herschel. O nome é uma homenagem ao astrônomo britânico William Herschel, que descobriu a radiação infravermelha em 1800. Ele também foi o descobridor do planeta Urano e de suas luas.
Com seu espelho de 3,5 metros de diâmetro, o Herschel é o maior telescópio espacial já lançado, sendo quase quatro vezes maior do que o atual telescópio de infravermelho da NASA, o Spitzer. O telescópio como um todo mede 7,5 metros de altura e 4,5 metros de diâmetro. Ele conseguirá "olhar" para os momentos iniciais logo após o Big Bang com uma precisão que os cientistas hoje podem apenas sonhar.
Radiação infravermelha
A radiação infravermelha - essencialmente calor - consegue atravessar as poeiras e os gases interestelares que escondem objetos e corpos celestes dos telescópios ópticos, permitindo que os astrônomos observem regiões onde se formam estrelas, os centros das galáxias e até mesmo galáxias envoltas em enormes nuvens de poeiras e gases, que praticamente não emitem luz visível.
A atmosfera terrestre bloqueia a maior parte dos comprimentos de onda da radiação infravermelha, além de gerar ela própria radiação desse tipo. Ou seja, tentar observar o universo com um telescópio de infravermelho localizado no solo seria mais ou menos como olhar estrelas ao meio-dia.
Enxergando o calor, e o frio, do universo
O principal objetivo do telescópio espacial Herschel será estudar a formação de planetas, estrelas e galáxias e investigar como esses fenômenos se inter-relacionam.
"Como nossa visão esteve tão limitada até agora, nós podemos esperar uma enormidade de descobertas, de novas moléculas no espaço interestelar até novos tipos de corpos celestes," diz Paul Goldsmith, um dos cientistas da missão.
Ao contrário do que possa parecer, a capacidade para enxergar a radiação infravermelha não fará do Herschel um ás da observação de objetos quentes - esses, na verdade, emitem energia radiante, ou luz, o que os faz brilhantes e facilmente visíveis. Ao contrário, o Herschel será capaz de detectar emissões de calor extremamente tênues que, no senso comum, muito bem poderiam ser chamadas de "emissões de frio."
Os objetos mais frios do universo, como as estrelas e as galáxias em processo de formação, além da própria poeira interestelar, aparecem como manchas escuras quando são fotografadas por telescópios ópticos - que captam a luz visível. Desta forma, os astrônomos não sabem o que está acontecendo em seu interior.
Mas nos comprimentos de onda maiores - como as ondas infravermelhas e aquelas na faixa submilimétrica, ou terahertz - os objetos frios brilham e ganham destaque. O Herschel será capaz de detectar a radiação emitida por objetos com uma temperatura de -263º C (10 K).
Para observar tais corpos frios, os sensores do próprio telescópio devem ser extremamente frios. O Herschel leva 2.300 litros de hélio superfluido, capaz de manter seus instrumentos apenas 1,65° C acima do zero absoluto (1,65 K). Mas dois dos seus instrumentos serão ainda mais frios: graças a uma combinação de equipamentos de resfriamento, em que um dispositivo de criogenia é inserido dentro do outro, sua temperatura chegará a 0,3 K.
No lado escuro da Terra
O telescópio Herschel levará cerca de dois meses até atingir sua órbita estável, no chamado Ponto de Lagrange L2, um ponto de estabilidade gravitacional localizado atrás da Terra em relação ao Sol, o que significa que ele estará sempre no lado noturno da Terra. Isso permitirá que ele tenha uma visão do céu sempre escuro, sem dos distúrbios da radiação e da gravidade do Sol, da Terra e da Lua.
Espelho segmentado
Para conseguir lançar um telescópio espacial tão grande quanto o Herschel, os cientistas tiveram que desenvolver uma nova técnica para a construção do seu espelho. O vidro seria pesado demais para se fazer um espelho de 3,5 metros de diâmetro para ser lançado ao espaço.
A solução foi construir doze grandes segmentos de um material cerâmico chamado carbeto de silício (SiC). Em vez dos moldes tradicionalmente utilizados na fabricação de espelhos e lentes grandes, os módulos do espelho do Herschel foram literalmente assados em um forno, para depois serem unidos.
O resultado é um conjunto que pesa apenas 300 quilogramas, um terço do espelho principal do Hubble, mesmo sendo quase duas vezes maior em termos de área.
Instrumentos científicos do Herschel
O telescópio de infravermelho Herschel, que será lançado no mesmo foguete que levará o telescópio espacial Planck, é formado por três instrumentos científicos:
PACS
O PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) é uma câmera e espectrômetro de média e baixa resolução capaz de detectar comprimentos de onda até 205 micrômetros. Ele utiliza detectores bolométricos - sensores de calor - em sua câmera e dois conjuntos de sensores fotocondutores em seu espectrômetro.
SPIRE
O SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) é uma câmera e espectrômetro para captar comprimentos de onda acima dos 200 micrômetros. Ele utiliza cinco sensores para capturar imagens infravermelhas: três para capturar imagens em três diferentes "cores" do espectro infravermelho e dois para analisar integralmente os grandes comprimentos de ondas infravermelhas sendo emitidas pelos objetos observados.
HIFI
O HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) é um espectrômetro de altíssima resolução que pode obter informações sobre a composição química, a cinemática e o ambiente física das fontes de emissão da radiação infravermelha.
LINKS:
Herschel NASA
Herschel ESA
Fonte: Site Inovação Tecnológica - Imagem: ESA (by AOES Medialab)/ background: Hubble Space Telescope, NASA/ ESA/ STScI
Com seu espelho de 3,5 metros de diâmetro, o Herschel é o maior telescópio espacial já lançado, sendo quase quatro vezes maior do que o atual telescópio de infravermelho da NASA, o Spitzer. O telescópio como um todo mede 7,5 metros de altura e 4,5 metros de diâmetro. Ele conseguirá "olhar" para os momentos iniciais logo após o Big Bang com uma precisão que os cientistas hoje podem apenas sonhar.
Radiação infravermelha
A radiação infravermelha - essencialmente calor - consegue atravessar as poeiras e os gases interestelares que escondem objetos e corpos celestes dos telescópios ópticos, permitindo que os astrônomos observem regiões onde se formam estrelas, os centros das galáxias e até mesmo galáxias envoltas em enormes nuvens de poeiras e gases, que praticamente não emitem luz visível.
A atmosfera terrestre bloqueia a maior parte dos comprimentos de onda da radiação infravermelha, além de gerar ela própria radiação desse tipo. Ou seja, tentar observar o universo com um telescópio de infravermelho localizado no solo seria mais ou menos como olhar estrelas ao meio-dia.
Enxergando o calor, e o frio, do universo
O principal objetivo do telescópio espacial Herschel será estudar a formação de planetas, estrelas e galáxias e investigar como esses fenômenos se inter-relacionam.
"Como nossa visão esteve tão limitada até agora, nós podemos esperar uma enormidade de descobertas, de novas moléculas no espaço interestelar até novos tipos de corpos celestes," diz Paul Goldsmith, um dos cientistas da missão.
Ao contrário do que possa parecer, a capacidade para enxergar a radiação infravermelha não fará do Herschel um ás da observação de objetos quentes - esses, na verdade, emitem energia radiante, ou luz, o que os faz brilhantes e facilmente visíveis. Ao contrário, o Herschel será capaz de detectar emissões de calor extremamente tênues que, no senso comum, muito bem poderiam ser chamadas de "emissões de frio."
Os objetos mais frios do universo, como as estrelas e as galáxias em processo de formação, além da própria poeira interestelar, aparecem como manchas escuras quando são fotografadas por telescópios ópticos - que captam a luz visível. Desta forma, os astrônomos não sabem o que está acontecendo em seu interior.
Mas nos comprimentos de onda maiores - como as ondas infravermelhas e aquelas na faixa submilimétrica, ou terahertz - os objetos frios brilham e ganham destaque. O Herschel será capaz de detectar a radiação emitida por objetos com uma temperatura de -263º C (10 K).
Para observar tais corpos frios, os sensores do próprio telescópio devem ser extremamente frios. O Herschel leva 2.300 litros de hélio superfluido, capaz de manter seus instrumentos apenas 1,65° C acima do zero absoluto (1,65 K). Mas dois dos seus instrumentos serão ainda mais frios: graças a uma combinação de equipamentos de resfriamento, em que um dispositivo de criogenia é inserido dentro do outro, sua temperatura chegará a 0,3 K.
No lado escuro da Terra
O telescópio Herschel levará cerca de dois meses até atingir sua órbita estável, no chamado Ponto de Lagrange L2, um ponto de estabilidade gravitacional localizado atrás da Terra em relação ao Sol, o que significa que ele estará sempre no lado noturno da Terra. Isso permitirá que ele tenha uma visão do céu sempre escuro, sem dos distúrbios da radiação e da gravidade do Sol, da Terra e da Lua.
Espelho segmentado
Para conseguir lançar um telescópio espacial tão grande quanto o Herschel, os cientistas tiveram que desenvolver uma nova técnica para a construção do seu espelho. O vidro seria pesado demais para se fazer um espelho de 3,5 metros de diâmetro para ser lançado ao espaço.
A solução foi construir doze grandes segmentos de um material cerâmico chamado carbeto de silício (SiC). Em vez dos moldes tradicionalmente utilizados na fabricação de espelhos e lentes grandes, os módulos do espelho do Herschel foram literalmente assados em um forno, para depois serem unidos.
O resultado é um conjunto que pesa apenas 300 quilogramas, um terço do espelho principal do Hubble, mesmo sendo quase duas vezes maior em termos de área.
Instrumentos científicos do Herschel
O telescópio de infravermelho Herschel, que será lançado no mesmo foguete que levará o telescópio espacial Planck, é formado por três instrumentos científicos:
PACS
O PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) é uma câmera e espectrômetro de média e baixa resolução capaz de detectar comprimentos de onda até 205 micrômetros. Ele utiliza detectores bolométricos - sensores de calor - em sua câmera e dois conjuntos de sensores fotocondutores em seu espectrômetro.
SPIRE
O SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) é uma câmera e espectrômetro para captar comprimentos de onda acima dos 200 micrômetros. Ele utiliza cinco sensores para capturar imagens infravermelhas: três para capturar imagens em três diferentes "cores" do espectro infravermelho e dois para analisar integralmente os grandes comprimentos de ondas infravermelhas sendo emitidas pelos objetos observados.
HIFI
O HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) é um espectrômetro de altíssima resolução que pode obter informações sobre a composição química, a cinemática e o ambiente física das fontes de emissão da radiação infravermelha.
LINKS:
Herschel NASA
Herschel ESA
Fonte: Site Inovação Tecnológica - Imagem: ESA (by AOES Medialab)/ background: Hubble Space Telescope, NASA/ ESA/ STScI
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