Unobtainium

A NASA anunciou ter fabricado uma espécie de unobtainium, um material não-natural ultra resistente, e que será usado para a construção do telescópio espacial James Webb.

A palavra unobtainium ficou famosa com o filme Avatar, denominando o mineral extraído da lua Pandora. A palavra é uma espécie de trocadilho, significando algo que não se pode obter, devidamente latinizado, para lembrar o nome de alguns elementos químicos.
 
Chassi do telescópio

Como a necessidade gera a inovação, os engenheiros do Centro de Voos Espaciais Goddard tiveram que se virar quando receberam a encomenda para fabricar o esqueleto principal do telescópio James Webb.

Assim como um chassi suporta o motor e os demais componentes de um carro, o Módulo Integrado de Instrumentos Científicos (ISIM: Integrated Science Instrument Module), vai sustentar quatro instrumentos extremamente sensíveis, equipamentos eletrônicos e outros sistemas do próximo telescópio espacial.

Os cientistas projetaram o ISIM para suportar condições que nenhum material conhecido poderia oferecer. Assim, trabalhando literalmente a partir do zero, os engenheiros da NASA tiveram que criar um material compósito nunca antes fabricado.
 
Alinhamento perfeito

Para verificar se tiveram sucesso, o quadro foi testado durante 26 dias em uma câmara criogênica usada para simular as condições do espaço que o telescópio terá que suportar em sua órbita a 1,5 milhão de quilômetros da Terra.

Na verdade a estrutura sobreviveu a uma temperatura bem mais baixa do que o necessário, alcançando 27 Kelvin (-246 graus Celsius), mais frio do que a superfície de Plutão.

"Esta é a primeira grande estrutura espacial, colada e feita de compósito, a ser exposta a um ambiente tão severo," disse Jim Pontius, engenheiro-chefe do projeto.

A estrutura deve ser extremamente estável para que os instrumentos científicos, que ficarão fixadas nela, permaneçam perfeitamente alinhados e recebam a luz captada pelo telescópio de 6,5 metros. Se a estrutura encolher ou sofrer qualquer distorção não prevista, devido ao frio, os instrumentos saem da posição e não conseguem mais coletar os dados.

Enquanto a tolerância prevista, muito mais rígida do que a que foi exigida quando da construção do Telescópio Espacial Hubble, era de 500 micrômetros, o quadro encolheu apenas 170 micrômetros, provando que o unobtainium fabricado pelos engenheiros superou largamente as expectativas.
 
Obtendo o unobtainium

O primeiro desafio enfrentados pela equipe foi identificar um material estrutural capaz de garantir o alinhamento preciso dos instrumentos, ser estável e ainda sobreviver às forças gravitacionais extremas experimentadas durante o lançamento.

Uma pesquisa exaustiva na literatura técnica, em busca de um possível candidato, não resultou em nada, deixando a equipe com uma única alternativa - desenvolver um material totalmente novo, que foi prontamente chamado de unobtainium, um termo de resto usado há décadas pelos engenheiros para se referir a algo inexistente ou impossível de obter com a técnica atual.

Usando modelos matemáticos, a equipe descobriu que, com a combinação de dois materiais compósitos conhecidos, era possível criar um composto de fibra de carbono e resina de éster-cianato que seria ideal para fabricar os tubos quadrados da estrutura, que medem 75 milímetros de diâmetro.

Mas restava um problema: como unir os tubos. De volta aos modelos matemáticos, a equipe descobriu que poderia unir as peças utilizando uma combinação de encaixes de liga de níquel, clipes e placas de compósito com formatos precisos, devidamente coladas com um processo que também teve que ser desenvolvido.

Embora a opinião dos modelos matemáticos tenha sido um má notícia em termos de engenharia - porque diferentes materiais reagem diferentemente a mudanças de temperatura - o resultado mostrou que o sistema de junção distribuiu perfeitamente as cargas, mantendo a estabilidade do quadro.
 
Mais testes

O ISIM agora será usado para testar outros sistemas do telescópio James Webb, incluindo a estrutura dos 18 segmentos do espelho primário. Cada sistema será montado na estrutura e tudo será novamente mergulhado no tanque criogênico, para que cada segmento possa ser aprovado antes da montagem final do telescópio.

Se tudo correr dentro do previsto, o telescópio espacial James Webb será lançado em 2014.
 
(Inovação tecnológica)