Sistemas de espaçonave

Como já mencionamos, o Hubble também é uma espaçonave. E como tal, deve ter energia, comunicar-se com o solo e ser capaz de mudar sua orientação. Vamos aproveitar para dar uma olhada em todos esses sistemas.

Energia
Todos os instrumentos e computadores a bordo do Hubble precisam de energia elétrica, que é fornecida por dois grandes painéis solares, cada um deles medindo 12 metros. Os painéis solares fornecem 2.400 watts de eletricidade, o que é igual à eletricidade usada por 60 lâmpadas de 40 watts. Quando o Hubble está na sombra da Terra, a energia elétrica é fornecida por 6 baterias de níquel-hidrogênio, que fornecem a mesma capacidade de armazenamento de 20 baterias de carro. Elas serão recarregadas pelos painéis solares quando o Hubble estiver sob a luz do sol novamente.

Comunicações
O Hubble deve ter a capacidade de conversar com os controladores no solo para enviar os dados de suas observações e receber comandos sobre seus próximos alvos. Para isso, o Hubble usa uma série de satélites de transmissão chamados de Sistema de Satélite de Transmissão de Dados e Rastreamento (TDRSS), que é o mesmo sistema usado pela Estação Espacial Internacional.

Foto cedida pela NASA / STScI Sistema de comunicações utilizado pelo Hubble

A luz que vem de um objeto é recebida pelo Hubble (2) e convertida em dados digitais. Depois, os dados são enviados ao TDRSS em órbita (3), que os transmite para a Ground Receiving Station (Estação de Recepção no Solo), em White Sands, no estado do Novo México (4), de onde os dados são transmitidos para o Goddard Spaceflight Control Center (Centro de Controle Espacial Goddard), da NASA (5), onde as operações do Hubble têm seu centro de comando. Finalmente, os dados são analisados pelos cientistas no Space Telescope Science Institute, situado em Baltimore, no estado de Maryland.(6). Na maioria das vezes, os comandos são transmitidos ao Hubble antes de acontecer uma observação planejada, mas nada impede que comandos sejam enviados em tempo real quando necessário.

Navegação
O Hubble deve se manter fixo em um alvo enquanto obtém uma imagem, algo que poderia levar várias horas, dependendo de qual instrumento está sendo usado pelo observador. Lembre-se de que o Hubble dá uma volta ao redor da Terra a cada 97 minutos, o que significa que focar em um alvo é como observar um objeto pequeno na praia quando se está parado no deque de um barco, se movendo rapidamente pela costa, balançando para cima e para baixo com as ondas. Para permanecer fixo em um objeto, o Hubble tem 3 sistemas de bordo:

• Giroscópios - sente movimentos pequenos a grandes
• Rodas de reação - movem o telescópio
• FGS - sentem os movimentos finos

Os giroscópios controlam os movimentos maiores do Hubble. Assim como uma bússola, eles percebem o movimento do Hubble e dizem ao computador de vôo que ele se distanciou do alvo. Aí, a missão do computador de vôo é calcular quanto e em que direção o Hubble deve se mover para permanecer no alvo e faz as rodas de reação moverem o telescópio.

O Hubble não pode ter motores de foguete ou propulsores a gás para navegar, como a maioria dos satélites fazem, já que os gases liberados ficariam próximos a ele e atrapalharam o campo de visão próximo. No lugar desses sistemas, o Hubble tem rodas de reação, orientadas em 3 direções de movimento (x/y/z ou arfada/rolamento/guinada). As rodas de reação são rodas volantes, como as que encontramos em uma embreagem. Quando o Hubble precisa se mover, o computador de vôo diz a uma ou mais rodas volantes em que direção girar e com que rapidez, o que lhe dá força de ação. De acordo com a terceira lei do movimento de Newton (para cada ação há uma reação de força igual e sentido oposto), o Hubble gira na direção oposta das rodas volantes até atingir seu alvo.

Como mencionamos acima, os FGX ajudam a manter o telescópio fixo em seu alvo ao avistar estrelas guias. Dois dos três FGS encontram essas estrelas ao redor do alvo e dentro de seus respectivos campos de visão. Após encontrá-las, eles travam a mira nas estrelas guias e enviam informações para o computador de vôo manter essas estrelas dentro do campo de visão. Os FGS são mais sensíveis do que giroscópios, mas a combinação de giroscópios e FGS pode manter o Hubble fixado em um alvo por horas, apesar do movimento orbital dele.

Computação
O Hubble tem dois computadores principais que se encaixam ao redor do tubo do telescópio, acima dos compartimentos dos instrumentos científicos. Um computador se comunica com o solo para transmitir dados e receber comandos e o outro é responsável por navegar e por outras funções de manutenção. Caso haja uma emergência, também há computadores de reserva.

Cada instrumento a bordo do Hubble também tem microprocessadores incorporados para mover rodas de filtro, controlar os obturadores, captar dados e se comunicar com os computadores principais.

Estrutura
O Hubble possui uma armação para sustentar o sistema ótico, instrumentos e sistemas de navegação. Para o sistema ótico, o Hubble possui um sistema de suporte feito de resina epóxi e grafite, como raquetes de tênis e tacos de golfe. O suporte tem 5 metros de extensão, 3 metros de largura e pesa 114 kg. O tubo usado para abrigar a ótica e os instrumentos científicos é feito de alumínio e rodeado por várias camadas de isolante, cujo objetivo é proteger o telescópio de mudanças bruscas de temperatura entre a luz do sol e a sombra.