A mais fria nave espacial de sempre, no ponto L2

Arrefecendo os instrumentos de Planck
3 Julho 2009

Na passada Quinta-feira, à noite, os detectores do Instrumento de Alta Frequência do satélite Planck alcançaram a sua extraordinariamente baixa temperatura de funcionamento: - 273ºC, tornando o satélite no objecto, conhecido, mais frio do Espaço. O satélite também acaba de atingir a sua órbita definitiva, em torno do segundo ponto de Lagrande do sistema solar, conhecido como L2.

Planck está equipado com um sistema de refrigeração passivo que reduz a sua temperatura até aos -230ºC emitindo calor para o espaço. Três refrigeradores activos conseguem a partir daí reduzir ainda mais a temperatura até aos -273,05ºC, apenas 0,1ºC acima do zero absoluto – teoricamente, a temperatura mais baixa do Universo.

Estas temperaturas tão baixas são necessárias para que os detectores do Planck possam estudar a Radiação Cósmica de Fundo, a primeira luz emitida pelo Universo, apenas 380 mil anos após o Big Bang, medindo a sua temperatura em todo o céu.

Detectar o calor de um coelho na Lua

Planck telescope focal plane unit
Plano focal do telescópio Planck

Os detectores irão procurar variações na temperatura da radiação da ordem da milionésima parte do grau – o que é comparável a detectar desde a Terra o calor gerado por um coelho sentado na Lua. Este é o motivo pelo qual os detectores devem estar a temperaturas próximas do zero absoluto (-273ºC, ou zero graus Kelvin).

Chegada ao ponto L2

A partir das 13:15 CEST da passada Quinta-feira, 2 de Julho, a Equipa de Controle da Missão Planck levou a cabo uma manobra de inserção em órbita, desenhada para posicionar o satélite na sua órbita definitiva, em torno do punto L2.

Órbita de Planck

Uma vez enviado o comando, a manobra foi controlada de forma autónoma, pelo próprio satélite, que acendeu os seus motores durante um período de 12 a 14 horas. A manobra conduziu o satélite até à sua órbita operacional definitiva em torno do segundo ponto de Lagrange do sistema Sol-Terra, o L2.

O acender dos motores foi planeado de forma a ser mais curto do que o necessário, o que permitirá realizar uma pequena manobra de «ajuste fino» nos próximos dias que deixará o satélite perfeitamente situado na trajectória definitiva.

«Se bem que a manobra em si é rotineira, representa o último grande passo na longa viagem até ao L2, e toda a equipa está muito contente por ver como o Planck alcança finalmente a sua órbita operacional», comenta Chris Watson, Responsável de Operações do Satélite, a partir da Sala de Controle Dedicada da missão no Centro Europeu de Operações Espaciais da ESA, em Darmstadt, Alemanha.

Combined focal planes of Planck's two instruments
Plano focal combinado dos dois instrumentos de Planck

A manobra foi desenhada para mudar a velocidade do satélite em 211,6 Km/hora, finalizando com uma velocidade de 1010 Km/hora, relativamente ao solo. Seguindo a Terra e o ponto virtual L2, Planck estará orbitando em torno do Sol a uma velocidade de 106 254 Km/hora (29,5 Km/segundo).

No início da manobra, o Planck estava situado a 1,43 milhões de quilómetros da Terra.

Operações científicas prestes a começar

Planck fazendo um scanning do céu

Todas as actividades planeadas decorrem de acordo com o programa e esta fase da missão está praticamente terminada. Durante as próximas semanas será realizado um ajuste fino do funcionamento dos instrumentos para melhorar as suas prestações.

O Planck começará a cartografar o céu em meados de Agosto.

Nota:

As três etapas de refrigeração foram construídas por diferentes institutos, como parte do consórcio para a construção e entrega dos instrumentos do Planck- o Instrumento de Alta Frequência (HFI) e o de Baixa Frequência (LFI):

  • O refrigerador de 20K: No Jet Propulsion Laboratory, Califórnia, Estados Unidos.
  • O refrigerador de 4K: No Rutherford Appleton Laboratory (membro do consórcio para o HFI) en Didcot, e Astrium, ambos no Reino Unido.
  • O refrigerador de 0.1K: Centre de Recherches des Très Basses Températures, em Grenoble, França e o Institut d’Astrophysique Spatiale, em Orsay, França (ambos membros do consórcio para o HFI), assim como DTA Air Liquide, tambén em Grenoble, França.

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