Construção
Assim que foi dada luz verde ao projeto, os trabalhos da fase de construção foram divididos por diversas instituições. O Marshall Space Flight Center ficou responsável pelo controle geral dos instrumentos científicos e como centro de controle terrestre durante a missão. O centro Marshall incumbiu a Perkin-Elmer, uma companhia do ramo da óptica, de conceber o mecanismo de montagem do telescópio (Optical Telescope Assembly - OTA) e os sensores de navegação (Fine Guidante Sensors) para o telescópio espacial. A Lockheed ficou responsável pela construção da nave espacial em que o telescópio ficaria alojado.
Montagem
Os sistemas relacionados com a óptica e espelhos do telescópio representavam a parte crucial, e seriam concebidos segundo especificações muito rígidas. Em média, os telescópios usam espelhos polidos para uma precisão de cerca de um décimo do comprimento de onda da luz visível; porém, uma vez que o Telescópio Espacial seria utilizado para observações na gama dos ultravioleta aos infravermelhos com uma resolução dez vezes superior aos telescópios antecessores, o espelho deste teria que ser polido para uma precisão de 1/20 do comprimento de onda da luz visível, ou 30 nanômetros.
A Perkin-Elmer planeava utilizar maquinaria assistida por computador extremamente sofisticada para transformar o espelho segundo as especificações impostas, mas para o caso da sua tecnologia de ponta apresentar dificuldades, a Kodak estava também contratada para construir um espelho de salvaguarda utilizando as técnicas de polimento tradicionais. A construção do espelho foi iniciada a 1979, utilizando vidro de expansão ultra-reduzida. Para reduzir ao máximo o peso do espelho, este foi condicionado numa espécie de sandwich com duas placas de cerca de uma polegada de altura e uma estrutura em forma de colmeia no meio.
O polimento prolongou-se de 1979 até Maio de 1981. Mais tarde, relatórios da NASA questionavam a estrutura intermédia proposta pela Perkin-Elmer, o que acarretou complicações ao nível da agenda e do orçamento. O espelho estaria concluído nos finais de 1981 com o acrescento de um revestimento refletivo em alumínio, de espessura de 75 mm, e outro revestimento protetor de fluoreto de magnésio, de 25 mm de espessura, o que permitia aumentar a reflexão da luz ultravioleta.
Subsistiam, porém, dúvidas sobre a competência da Perkin-Elmer num projeto desta importância, já que o orçamento e agenda para concluir o OTA continuavam a aumentar. Em resposta a esta agenda, descrita como "não delineada e diariamente alterada", a NASA adiou o lançamento do telescópio para Abril de 1985. A agenda da Perkin-Elmer continuou a inflar, a uma taxa de cerca de um a cada três meses, tendo-se mesmo verificado, esporadicamente, atrasos de um dia por cada dia de trabalho. Face a isto, a NASA foi forçada a reagendar o lançamento para 1 de Março e, mais tarde, para Setembro de 1986. Por esta altura, o custo total do projeto tinha atingido 1.175 bilhões.
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