Maior espelho óptico do mundo é instalado com sucesso no protótipo do sistema de suporte para validar o desempenho extraordinário do telescópio.

TUCSON, Arizona — O Telescópio Gigante Magalhães (GMT) anunciou a instalação bem-sucedida de um de seus espelhos primários, de 8,4 metros de diâmetro, em um protótipo do sistema de suporte localizado no Laboratório de Espelhos Richard F. Caris da Universidade do Arizona, nos EUA. Este sistema sofisticado — equivalente em tamanho a meio campo de basquete — é vital para o desempenho óptico e controle de precisão do telescópio. Isso marca o início de uma fase de testes ópticos de seis meses para demonstrar que o sistema pode controlar o espelho conforme necessário, validando as capacidades revolucionárias da sua superfície coletora de luz.

A superfície coletora de luz de 368 metros quadrados é composta por sete dos maiores espelhos ópticos do mundo, dispostos em um padrão floral único. Juntos, eles proporcionarão a mais alta resolução de imagem sobre o maior campo de visão já alcançado para a exploração do Universo — entregando até 200 vezes a potência dos melhores telescópios de hoje. Cada espelho primário pesa 17 toneladas e é sustentado por um sistema de suporte pneumático altamente especializado, que está alojado em uma estrutura de aço, também chamada de “célula”. 

Este sistema funciona com precisão em nanômetros e é projetado para ajustar a posição do espelho, estabilizar sua temperatura, protegê-lo de atividades sísmicas e manter sua forma precisa, ajustando a deformação do espelho pela gravidade à medida que o telescópio se move. O sistema controla os sete espelhos primários combinados para agir como uma única superfície coletora de luz, criando as condições ideais para o desempenho óptico máximo durante as observações científicas.

“Este trabalho é financiado por uma concessão da National Science Foundation,” diz Barbara Fischer, gerente do Subsistema do Espelho Principal do Telescópio Gigante Magalhães. “Há mais de 3 anos, começamos a integrar o protótipo do sistema de suporte ativo. Primeiro, utilizamos um simulador para demonstrar que nosso projeto poderia suportar e controlar com segurança os segmentos do espelho primário. Estou honrada em trabalhar com uma equipe extraordinária e é emocionante finalmente ver um segmento de espelho pronto e  integrado à célula.”

Embora a instalação do espelho tenha levado apenas um dia, o processo começou com quatro semanas de desmontagem para preparar a célula e o sistema de suporte para transporte. O sistema foi movido por 32 quilômetros, do Tech Park da Universidade do Arizona ao Laboratório de Espelhos Richard F. Caris, para a remontagem. Esta logística complexa ocorreu após a meia-noite para minimizar interrupções no tráfego, já que exigia duas faixas da estrada para o transporte.

 

“O sistema de suporte ativo do espelho principal do GMT é o primeiro de seu tipo.” explica Trupti Ranka, engenheira principal de Controle Óptico-Mecânico do Telescópio Gigante Magalhães. “Esse sistema contém um conjunto de aproximadamente 200 atuadores e sensores para controlar a posição e a forma do espelho de 17 toneladas e 8,4 metros de diâmetro dentro de uma fração de micrômetro. Ele permite uma operação harmoniosa entre os dados dos sensores e os atuadores para alcançar tal precisão.”

Agora que um dos espelhos primários foi integrado com sucesso ao protótipo do sistema de suporte, ele passará por rigorosos testes no Laboratório de Espelhos Richard F. Caris para confirmar que o espelho pode manter sua forma e desempenho sob várias condições operacionais. Quando os testes estiverem concluídos, o projeto para os sistemas de suporte ativo passará por uma revisão de design final e a produção começará em 2027.

“Este sistema complexo é o resultado de anos de design, construção e testes por uma equipe de engenheiros e técnicos especializados.” diz Tomas Krasuski, engenheiro principal de Testes de Software e Sistema do GMT. “Cada componente foi rigorosamente testado antes de ser integrado ao sistema. Agora que instalamos o segmento do espelho, estamos empolgados para validar seu desempenho. Tem sido um processo desafiador, mas recompensador, para chegarmos até aqui.”

Essa notícia marca o avanço para a próxima fase dos sete segmentos de espelho primário do GMT e dos seus sistemas de suporte. Três dos segmentos estão completos, enquanto os outros quatro estão em várias etapas de polimento. Em outubro de 2023, o sétimo e último espelho foi fundido e, agora, está sendo preparado para polimento. Já em agosto de 2024, foi iniciada a fabricação da montagem da estrutura de sustentação do telescópio de 39 metros de altura na Ingersoll Machine Tools em Rockford, no estado de Illinois, que suportará os sete espelhos primários e suas células, além do sistema de óptica adaptativa e os instrumentos científicos.

“Pela primeira vez, um segmento de espelho primário concluído foi integrado ao seu sistema de suporte — este é um grande passo em nossa jornada em direção à primeira luz.” celebra William Burgett, gerente de Projeto do Telescópio Gigante Magalhães. “Assim que seu desempenho for validado, começaremos a fabricar todas as sete células do espelho na Ingersoll Machine Tools, o que será um dos avanços mais emocionantes até agora.”

 

Prêmio NSF

Em parte, esta conquista é baseada em trabalhos patrocinados pela National Science Foundation (NSF) sob o Acordo de Cooperação n.º (FAIN) 2332336. O consórcio GMTO recebeu um adicional de US$ 6,5 milhões da National Science Foundation (NSF) — uma agência governamental dos EUA que promove pesquisa e educação em Ciência —, para avançar em tecnologias essenciais para o controle óptico e desempenho do telescópio. Esse é o terceiro prêmio da NSF para o consórcio, totalizando mais de US$ 30 milhões, o que reforça os avanços significativos alcançados com recursos das premiações anteriores.

O novo financiamento se concentrará em quatro áreas críticas:

1. Óptica Adaptativa (AO) e Testbed de Controle de Frente de Onda;
2. Desenvolvimento de um protótipo do Sistema de Controle do Observatório (OCS)  end to end;
3. Projeto e prototipagem da plataforma de Computação em Tempo Real (RTC);
4. Continuação do desenvolvimento de programas para Impactos Ampliados, incluindo educação sobre céus escuros e silenciosos e a exposição itinerante de educação informal.

 

Descubra o telescópio

O Telescópio Gigante Magalhães (GMT) é o futuro da exploração espacial a partir da Terra. Usando sete dos maiores espelhos monolíticos do mundo, o telescópio de 25,4 metros de diâmetro produzirá as imagens mais detalhadas já tiradas do Universo. Ele revelará os mistérios cósmicos da matéria escura, investigará as origens dos elementos químicos e buscará sinais de vida em planetas distantes. O GMT é iniciativa do GMTO Corporation, uma organização sem fins lucrativos 501(c)(3) e um consórcio internacional de 14 universidades e instituições de pesquisa dos Estados Unidos, Austrália, Brasil, Chile, Israel, Coreia do Sul e Taiwan. O telescópio tem 40% da sua construção já concluída e a primeira luz está planejada para o início da década de 2030, no Chile.

O Universo nos Aguarda: giantmagellan.org.

 

O projeto no Brasil

Desde 2014, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) é membro-fundadora do consórcio GMTO, a partir de um investimento de 50 milhões de dólares, o que equivale a 4% do tempo de operação anual do telescópio para cientistas do estado de São Paulo. 

A equipe brasileira possui mais de 70 profissionais de diversas áreas, incluindo professores, consultores, técnicos e bolsistas, de diversas instituições, principalmente paulistas, sendo que parte desse grupo forma o escritório GMT Brazil Office (GMTBrO), atualmente liderado pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG/USP). Eles estão diretamente envolvidos no design e nos projetos de engenharia de diversos instrumentos astronômicos que serão utilizados no telescópio.

Além da participação em projetos de instrumentação, o Grupo GMTBrO e seus parceiros possuem iniciativas educacionais e de divulgação científica para atrair uma nova geração de jovens entusiastas para a Astronomia, divulgar os investimentos da FAPESP na área e, também, compartilhar conhecimento científico e tecnológico para a sociedade brasileira em geral. 

 

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Site: https://www.gmt.iag.usp.br/

 

Contatos

Ryan Kallabis

Giant Magellan Telescope – GMTO Corporation

Diretor de Comunicações e Divulgação

E-mail | rkallabis@gmto.org

 

Assessoria do GMT Brasil

Giant Magellan Telescope Brazil Office – GMTBrO

E-mail | divulgacao-gmtbro@iag.usp.br

 

Multimídia

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Assessoria GMT Brasil