Telescópio Hubble: o que é e o que ele já descobriu

O Hubble é um telescópio do tamanho de um ônibus urbano que orbita a Terra desde 1990 e fotografa o universo de fora da atmosfera, onde nada embaça a imagem. Ele não é o maior telescópio que existe — há espelhos bem maiores em montanhas do Chile e do Havaí —, mas é, de longe, o mais produtivo: mais de 1,6 milhão de observações e mais de 21 mil artigos científicos saíram dele. Foi o Hubble que ajudou a fechar a idade do universo, que mostrou que a expansão está acelerando e que fotografou milhares de galáxias num pedaço de céu que parecia vazio.

E quase nada disso aconteceu. Nas primeiras semanas de operação, descobriu-se que o espelho principal tinha sido polido errado, e as fotos saíam borradas. A história de como isso foi consertado é uma das melhores da exploração espacial.

O que é o Hubble, em uma frase

É um telescópio de espelho de 2,4 metros de diâmetro que fica a cerca de 515 km de altitude, dá uma volta na Terra a cada 95 minutos — aproximadamente 27 mil km/h — e observa principalmente a luz visível, além de um pouco de ultravioleta e de infravermelho próximo.

Foi lançado em 24 de abril de 1990 pelo ônibus espacial Discovery, na missão STS-31, e leva o nome de Edwin Hubble, o astrônomo que provou nos anos 1920 que existem outras galáxias além da nossa e que o universo está se expandindo.

Para dar a escala do objeto: ele tem uns 13 metros de comprimento e pesa mais de 11 toneladas. Não é um instrumento de bancada; é um satélite grande com um telescópio dentro.

Por que colocar um telescópio no espaço

A atmosfera é ótima para respirar e péssima para observar. O ar está sempre se mexendo, com bolsões de temperaturas diferentes que desviam a luz de forma irregular. É por isso que as estrelas parecem piscar, assunto de Por que as estrelas piscam?.

Do chão, esse embaralhamento limita a nitidez de qualquer telescópio, por melhor que seja. É como tentar ler a placa de um carro através da água de uma piscina: aumentar o zoom não resolve, porque o problema não está no equipamento, está no caminho.

Há um segundo motivo. A atmosfera bloqueia quase todo o ultravioleta e boa parte do infravermelho, justamente as faixas de luz que carregam informação sobre estrelas muito quentes e sobre nuvens de poeira. Do espaço, essas faixas ficam disponíveis.

O preço disso é alto: subir, manter e consertar um telescópio em órbita custa muito mais do que construí-lo numa montanha. O Hubble vale o investimento porque faz o que nenhum telescópio de solo consegue com a mesma estabilidade e por muito mais tempo seguido.

O defeito no espelho e o conserto mais caro da história

Semanas depois do lançamento, as primeiras imagens chegaram. Estavam borradas.

O problema era o espelho principal. Ele tinha sido polido com uma precisão extraordinária — só que para a forma errada. A borda ficou cerca de 2,2 micrômetros mais plana do que deveria, algo em torno de um trinta avos da espessura de um fio de cabelo. Parece nada. Em óptica, é uma catástrofe: a luz que bate no centro e a que bate na borda deixavam de convergir no mesmo ponto, e cada estrela virava um borrão com halo.

O erro tinha origem num instrumento de calibração montado errado durante a fabricação, e os testes que poderiam ter pego a falha não foram feitos por questão de custo e de prazo. O telescópio que era para ser o orgulho da NASA virou piada de programa de TV.

A solução veio em dezembro de 1993, na missão STS-61. Sete astronautas passaram onze dias em órbita e fizeram cinco caminhadas espaciais para instalar duas coisas: uma câmera nova, já com a correção embutida na própria óptica, e um conjunto de espelhinhos chamado COSTAR, que funcionava como um par de óculos para os outros instrumentos. Deu certo na primeira tentativa. As imagens que chegaram depois disso são as que o mundo conhece.

Desde 2009 ninguém mais encostou no Hubble. Tudo o que ele faz hoje é feito com o que tem a bordo.

As descobertas que mudaram a astronomia

É difícil escolher, mas cinco resultados se destacam.

A idade do universo. Medindo com precisão inédita a distância e a velocidade de afastamento de galáxias, o Hubble estreitou muito a margem de erro do ritmo de expansão do universo. Isso foi decisivo para chegar ao número que hoje se usa, cerca de 13,8 bilhões de anos, contado em O que é o Big Bang? A explicação simples, sem fórmula.

A expansão está acelerando. Em 1998, dois grupos independentes observaram explosões de estrelas muito distantes e encontraram algo que ninguém esperava: o universo não está apenas se expandindo, está se expandindo cada vez mais rápido. O Hubble foi peça-chave nessas medidas. O resultado rendeu o Nobel de Física de 2011 e criou o problema chamado energia escura, primo do assunto de Matéria escura: o que é a parte invisível do universo.

Buracos negros são comuns. Antes do Hubble, buracos negros gigantes no centro de galáxias eram suspeita. Ao medir a velocidade das estrelas e do gás perto do centro de dezenas de galáxias, o telescópio mostrou que praticamente toda galáxia grande tem um.

Atmosferas de outros mundos. Em 2001, o Hubble fez a primeira detecção de atmosfera em um planeta de outra estrela, observando a luz que atravessava o gás daquele planeta durante a passagem dele na frente da estrela. Abriu uma área inteira da astronomia.

O choque de um cometa em Júpiter. Em julho de 1994, os pedaços do cometa Shoemaker-Levy 9 caíram em Júpiter, e o Hubble acompanhou tudo. Foi a primeira vez que a humanidade assistiu, ao vivo, a uma colisão entre dois corpos do Sistema Solar.

O campo profundo: dez dias apontando para o nada

Essa merece uma seção só dela, porque foi uma aposta.

Em dezembro de 1995, o diretor do instituto que opera o telescópio decidiu usar dez dias seguidos de observação — um recurso caríssimo, disputado por centenas de cientistas — apontando o Hubble para um pedaço de céu escolhido justamente por parecer vazio. Sem estrela conhecida, sem galáxia catalogada, um quadrado de céu do tamanho de uma cabeça de alfinete segurada com o braço esticado.

Muita gente achou desperdício. O resultado foi o Campo Profundo do Hubble: cerca de 3.000 galáxias naquele nadinha de céu. Repetindo o exercício em qualquer direção, a conclusão é inescapável: o universo está cheio de galáxias por toda parte, inclusive onde parece não haver nada.

Versões posteriores, feitas com exposições ainda mais longas em 2004 e 2012, chegaram a mais de dez mil galáxias no mesmo tipo de recorte — e são a base da conversa de Por que o espaço é escuro se existem bilhões de estrelas? e de O espaço tem fim? Até onde vai o universo.

Hubble e James Webb: qual é a diferença

Muita gente acha que o James Webb "substituiu" o Hubble. Não substituiu: eles enxergam coisas diferentes e trabalham juntos.

Na prática, o Webb vê mais longe no tempo, e o Hubble vê cores que o Webb não capta — inclusive o ultravioleta, que nenhum outro telescópio grande em operação cobre. O que o vizinho anda descobrindo está em As descobertas mais impressionantes do telescópio James Webb.

Como o Hubble está hoje (e até quando)

Aos 36 anos de órbita, o Hubble continua produzindo ciência, mas com limitações.

O ponto mais delicado são os giroscópios, os aparelhos que mantêm o telescópio apontado com estabilidade. Ele foi projetado para operar com três. Ao longo dos anos vários falharam, e em junho de 2024 a NASA passou a operá-lo em "modo de um giroscópio", guardando os outros como reserva. Isso reduz a agilidade para trocar de alvo e a parte do céu acessível a cada momento, mas mantém a qualidade das imagens — e é uma decisão tomada justamente para esticar a vida útil do telescópio até meados da década de 2030.

O outro ponto é a altitude. Sem ônibus espacial, ninguém pode empurrar o Hubble para uma órbita mais alta, e o atrito com os resquícios de atmosfera vai baixando a órbita aos poucos. Sem alguma forma de reimpulsão, a reentrada é prevista para algum momento da década de 2030 — a data exata depende da atividade do Sol, que infla a atmosfera e acelera o processo. Estudos sobre uma missão comercial para elevar a órbita já foram feitos, mas nada está confirmado.

Enquanto isso, ele continua no ar, fotografando. Se a conversa acendeu a vontade de olhar o céu por conta própria, o caminho barato está em Melhor telescópio para iniciantes: guia de compra no Brasil.