Design final de instrumento para maior telescópio do mundo é aprovado – e conta com envolvimento de CIÊNCIAS

Extremely Large Telescope (ELT)

Uma lua cheia surge atrás de Cerro Armazones, montanha onde se encontra o ELT, no deserto chileno do Atacama, e onde está a construção deste enorme telescópio.

J. Beltrán/ESO

O design final do METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph), instrumento no infravermelho para o Extremely Large Telescope (ELT), acaba de ter o seu design final aprovado pelo Observatório Europeu do Sul (ESO). Uma equipa portuguesa, na qual se incluem vários investigadores de CIÊNCIAS, é responsável pelo desenho e construção do Warm Support Structure (WSS): um subsistema de suporte, alinhamento e acesso ao instrumento METIS.

O ELT está em construção em Armazones, no Chile, pelo ESO. Após anos de preparação, design e otimização do instrumento, a equipa vê agora formalmente aprovada o design final do METIS pelo ESO. Esta aprovação significa uma luz verde para a equipa prosseguir com a nova fase no planeamento METIS – a da manufaturação, montagem e integração do instrumento

O METIS irá detetar radiação infravermelha: radiação invisível ao olho humano, que geralmente associamos à emanação de “calor” por objetos ou pessoas. O METIS será como uns óculos de visão noturna para o Universo: aquilo que observamos com óculos de visão noturna pode ser marcadamente diferente da radiação visível que o olho humano capta.

“A participação portuguesa em projetos de grande relevância internacional é causa e consequência do caminho e confiança que têm vindo a ser construídos. Não só permite desenvolver e solidificar capacidades tecnológicas e industriais, críticas para desencadear novas oportunidades em futuros projetos, como permite assegurar o acesso privilegiado aos dados que a comunidade científica irá explorar. Assim, a participação neste instrumento, e em outros projetos da mesma índole, envolve uma panóplia de atores e beneficia todo o ecossistema português a longo prazo”, afirma Marta Gonçalves, responsável pela área de Ciência da Agência Espacial Portuguesa.

O METIS custa cerca de 95 milhões de euros, e tem uma massa de cerca de 12 toneladas – o equivalente a um autocarro de dois andares. “O design do WSS trouxe imensos desafios, particularmente desafios a nível da engenharia. As especificações do WSS são tais que este deve posicionar lentamente o instrumento com uma precisão de 10 milionésimos de uma rotação e 100 milionésimos do metro. Como não existia nenhuma solução no mercado, tivemos de desenhar o nosso próprio mecanismo de alinhamento de precisão.  Além disso, como o METIS será montado num local muito conhecido pela elevada atividade sísmica, o WSS deve ser suficientemente robusto e rígido de forma a resistir e a manter o instrumento em total segurança durante terramotos que podem equivaler a massas de 40 toneladas, ao mesmo tempo mantendo o WSS o mais leve e custo-eficiente possível”, afirma António Amorim, responsável pela participação portuguesa no METIS, professor do Departamento de Física de CIÊNCIAS e investigador do Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA).

Extremely Large Telescope (ELT)
Cerro Armazones, a pouco mais de três mil metros acima do nível do mar, é o lar do Extremely Large Telescope (ELT). Imagem captada a 5 de julho de 2019, que mostra o topo escavado da montanha. Espera-se que a construção do ELT seja concluída ainda esta década. Fonte: ESO/P. Horálek.

Para a gestora do projeto METIS em Portugal, Mercedes Filho, investigadora no CENTRA e no Departamento de Engenharia Física da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), “A gestão de um projeto desta envergadura é muito complexo. Agora entramos numa fase mais crítica em que necessitamos de manufaturar as componentes do WSS. A nossa preferência irá sempre para empresas portuguesas, com as quais já temos história e contacto nas áreas de segurança, aço e alumínios, maquinação de precisão e soldagem. O METIS constitui uma ótima oportunidade para as empresas portuguesas testaram a suas capacidades de resposta a grandes projetos internacionais”.

A participação portuguesa no desenvolvimento do METIS também ocorre noutras frentes. Para além da principal contribuição do WSS, Portugal também contribui na equipa de operações do METIS, através de Koraljka Muzic (CIÊNCIAS e como anterior membro do CENTRA); no sistema de ótica adaptativa, através de Carlos Correia (CENTRA e FEUP); e também na equipa científica, com André Moitinho (CIÊNCIAS e CENTRA) e Alexandre Correia (Universidade de Coimbra).

Neste último caso, Portugal terá acesso privilegiado ao METIS por fazer parte da sua construção, contornando o que geralmente é um processo caro e muito competitivo para observar com um instrumento como este. “Na utilização do METIS, a equipa portuguesa vai dedicar-se principalmente ao estudo do buraco negro no centro da Via Láctea, um tema que já há muito nos ocupa. O METIS é um excelente instrumento que complementa muita da informação que temos sobre o buraco negro obtido com outros instrumentos”, afirma Paulo Garcia, corresponsável pela participação portuguesa no METIS, professor da FEUP e investigador do CENTRA.

O projeto METIS também tem funcionado como uma incubadora para estudantes que desejam prosseguir na área de instrumentação para astrofísica. Um exemplo de caso de sucesso é o de André Boné: após ter desenvolvido o seu doutoramento em Engenharia Física em CIÊNCIAS, prosseguiu a sua carreira no Max Planck Institute, trabalhando noutro instrumento para o ELT.

Quando der início às suas operações em meados de 2028, o ELT será o maior telescópio terrestre, com um espelho segmentado de 39 metros de diâmetro e equipado com tecnologia avançada de ótica adaptativa que consegue movimentar individualmente segmentos do espelho para corrigir, em tempo real, imperfeiçoes que podem “desfocar” a imagem dos objetos celestes. As suas características de vanguarda irão permitir ver detalhes seis vezes mais finos que o Telescópio Espacial James Webb e 20 vezes mais finos do que o Telescópio Hubble.

Consórcio Internacional METIS

O consórcio METIS é composto pela NOVA (Dutch Research School for Astronomy, representado pelas Universidades de Leiden, Amesterdão, Groningen e Nijmegen, Países Baixos), UK Astronomy Technology Centre (UKATC, Edimburgo, Escócia, RU), Max Planck Institute for Astronomy (MPIA, Heidelberg, Alemanha), Katholieke Universiteie Leuven (Bélgica), Saclay Nuclear Research Centre (CEA-Saclay, França), ETH Zürich (Suiça), A* (representado pelas Universidades de Viena, Linz, Innsbruck, Graz e Linz-RICAM, Austria), Universitat zu Koln (Alemanha), CIÊNCIAS e FEUP, representado pelo CENTRA (Portugal), Universidade de Liège (Bélgica), Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA, Taiwan) e Universidade de Michigan at Ann Arbor (EUA). O METIS é desenvolvido em colaboração com o ESO.

Marta Daniela Santos, Gabinete de Comunicação de Ciência da DCI CIÊNCIAS
mddsantos@ciencias.ulisboa.pt

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