O Sistema de Movimentação do Telescópio Espacial Hubble
Lançado em 1990, o Telescópio Espacial Hubble (HST) é, talvez, um dos objetos mais famosos e importantes já enviados ao espaço, e tem este nome em homenagem ao astrofísico norte-americano Edwin Powell Hubble [1]. Para fazer suas incríveis imagens, ele necessita de grande precisão e estabilidade durante longos períodos de tempo. Mas, olhando para o telescópio em si, não se identifica nada relacionado à propulsão. Sendo assim, como ele consegue se movimentar no espaço? Seu sistema de manobra baseia-se em dois princípios físicos fundamentais, a conservação do momento angular e a terceira lei de Newton [2]. Primeiramente, deve-se destacar que o Hubble possui diferentes equipamentos para isso, que são os sensores e os atuadores, os quais sempre trabalham em conjunto [3]. Os sensores são responsáveis por coletar dados da posição do telescópio em relação ao Sol, ao campo magnético da Terra e às estrelas. Já os atuadores movimentam-o fisicamente [2,3]. Entre os sensores estão os Coarse Sun Sensors, que garantem que o telescópio não apontará mais de 50 graus na direção do Sol; o Magnetic Sensing System (sistema de detecção magnética), o qual age como uma bússola, medindo a direção do Hubble em relação ao campo magnético terrestre, já os Fixed Head Star Trackers (rastreadores de estrelas fixas) determinam a orientação por meio de estrelas de posição e brilho bem definidos, comparando-as a um mapa celeste no computador de bordo do HST [2,3]. O HST também possui 6 giroscópios, que medem a direção e a taxa com que o telescópio está rotacionado [3]. Para entender isso, pensemos no experimento de segurar uma roda de bicicleta que está girando, ao tentar mudar a direção do eixo, sentimos uma força oposta [4]. O mesmo acontece no Hubble onde três giroscópios (um para cada direção do espaço) giram à taxa de 19200 rpm (rotação por minuto). Quando há movimento, uma força atua no giroscópio e outra força com mesna intensidade, mas de sentido oposto, atua no telescópio. Assim, o giroscópio fica sensível ao movimento e também ajuda a manter a estabilidade [2,4]. Mas o sensor mais acurado é o Fine Guidance System (sistema de orientação fino), que usa a luz de estrelas pré-selecionadas, de posições bem conhecidas, captada pelo espelho do telescópio para manter um alvo travado em seu campo visual. Em conjunto com os atuadores, esse sistema permite que o telescópio mantenha um alvo fixo por longos períodos com um desvio inferior a 0,007 segundos de arco [3]! Finalmente, existem dois diferentes atuadores que movimentam o Hubble. São quatro as chamadas Reaction Wheels (rodas de reação), mas apenas três são utilizadas simultaneamente, uma para cada direção. Estas são rodas comparáveis às de um automóvel, porém muito mais massivas. Para girar uma dessas rodas é necessário produzir um torque e, pela terceira lei de Newton, haverá um contra-torque na direção oposta. Logo, como o Hubble está isolado no espaço, se uma roda gira no sentido horário, ele tende a girar no sentido anti-horário. Esse giro acontece, aproximadamente, com a mesma velocidade que o ponteiro dos minutos de um relógio [2,3]. Por último, os Magnetic Torquers são barras de ferro envoltas em fio que produzem um campo magnético, podendo movimentar o Hubble em relação ao campo magnético da Terra [2,3]. Em 2009, ocorreu a última missão de serviço do Hubble por meio de um ônibus espacial, onde todos os seus 6 giroscópios foram substituídos. Mas, desde 2018, apenas 3 deles estão funcionando, o que é preocupante. Porém, ele poderá operar com apenas 2 ou mesmo um giroscópio ativo, entretanto, é claro, com restrições de observação [5]. Estando há mais de 30 anos em serviço, o HTS terá um sucessor, o Telescópio Espacial James Webb, que será lançado em 31 de outubro de 2021 na Guiana Francesa, pelo foguete Ariane 5 [6]. Texto por: Cristhian Gean Batista Guimarães. Referências: [1] Edwin Hubble (1889 – 1953). Explicatorium. Disponível em: <http://www.explicatorium.com/biografias/edwin-hubble.html>. Acesso em: 11/04/21. [2] How Hubble Points – It’s Not Thrusters. Launch Pad Astronomy YouTube Channel. Disponível em: <https://youtu.be/qEZI9DxIQss>. Acesso em: 11/04/2021. [3] DUNBAR, Brian. Observatory – Pointing Control, NASA. Disponível em: <https://www.nasa.gov/content/goddard/hubble-space-telescope-pointing-control-system>. Acesso em: 11/04/21. [4] Gyroscopes. ESA/Hubble. Disponível em : <https://esahubble.org/about/general/gyroscopes/>. Acesso em: 11/04/21. [5] SIEGEL, Ethan. This Is How Hubble Will Use It’s Remaining Gyroscopes To Maneuver In Space. Forbes. Disponível em: <https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/10/16/this-is-how-hubble-will-use-its-remaining-gyroscopes-to-maneuver-in-space/?sh=5483d262ba8a>. Acesso em: 11/04/21. [6] SACANI, Sérgio. Telescópio Espacial James Webb Tem Lançamento Adiado Novamente E Fica Para 31 de Outubro de 2021. Space Today. Disponível em: <https://spacetoday.com.br/telescopio-espacial-james-webb-tem-lancamento-adiado-novamente-e-fica-para-31-de-outubro-de-2021/> Acesso em: 11/04/21.
