O instrumento MIRI de James Webb está prestes a enfrentar o maior desafio de todos os tempos

No longo processo de preparação para fazer suas primeiras observações científicas neste verão, o Telescópio Espacial James Webb agora tem três de seus quatro instrumentos alinhados com seus espelhos. O quarto instrumento, MIRI ou instrumento de infravermelho médio, demorará um pouco mais porque usa um tipo diferente de sensor que precisa ser mantido em uma temperatura extremamente baixa – e atingir essa temperatura requer, talvez surpreendentemente, tanto um cooler quanto um aquecedor . Agora, a NASA compartilhou uma atualização sobre o processo de colocar o MIRI na temperatura e pronto para as operações.

Os outros três instrumentos de Webb já estão em suas temperaturas operacionais frias de 34 a 39 kelvins, mas o MIRI precisa descer até 7 kelvins. Para isso, o instrumento possui um sistema especial de criorefrigerador. “Nas últimas semanas, o resfriador criogênico tem circulado gás hélio frio pelo banco óptico MIRI, o que ajudará a resfriá-lo a cerca de 15 kelvins”, escreveram os especialistas em criorefrigerador Konstantin Penanen e Bret Naylor, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. “Em breve, o cryocooler está prestes a vivenciar os dias mais desafiadores de sua missão. Ao operar válvulas criogênicas, o resfriador criogênico redirecionará o gás hélio circulante e o forçará a passar por uma restrição de fluxo. À medida que o gás se expande ao sair da restrição, torna-se mais frio e pode levar os detectores MIRI à sua temperatura de operação abaixo de 7 kelvins.”

Antes que o instrumento possa atingir a temperatura de operação, no entanto, ele precisa passar por um estágio difícil chamado ponto de compressão. Este é o ponto em torno de 15 kelvins quando o resfriador criogênico está em seu limite de resfriamento, e os engenheiros precisam realizar uma série de ajustes complexos e rápidos com base na temperatura e na taxa de fluxo do resfriador. Este ponto crítico é a parte mais difícil da operação, por isso os técnicos vêm praticando aqui na Terra para se preparar para o evento real. Uma vez que esta operação complicada seja feita, o MIRI estará pronto para começar a fazer as leituras.

O MIRI é particularmente valioso como instrumento porque parece no infravermelho médio em vez do infravermelho próximo, permitindo um conjunto diferente de observações científicas de alvos como exoplanetas. “O gerador de imagens promete revelar alvos astronômicos que variam de nebulosas próximas a galáxias distantes em interação com uma clareza e sensibilidade muito além do que vimos antes”, explicaram dois cientistas do MIRI, Alistair Glasse e Macarena Garcia Marin. “Nossa compreensão sobre esses tesouros científicos brilhantes depende de o MIRI ser resfriado a uma temperatura abaixo do resto do observatório, usando seu próprio refrigerador dedicado. Os exoplanetas a temperaturas semelhantes à da Terra brilharão mais intensamente na luz infravermelha média.”