Ученые, работающие над космическим телескопом НАСА «Нэнси Грейс Роман», достигли важного этапа в создании обсерватории следующего поколения, которая призвана решать важнейшие вопросы, связанные с темной материей, экзопланетами и инфракрасной астрофизикой.
Оптический телескоп, ключевой компонент космического телескопа Нэнси Грейс Роман (сокращенно Роман), был успешно доставлен в Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, в начале ноября из Рочестера, штат Нью-Йорк, где он был спроектирован и изготовлен компанией L3Harris Technologies.
Эта усовершенствованная сборка включает в себя современное главное зеркало, предназначенное для захвата и фокусировки слабого инфракрасного света из далекого космоса, а также девять дополнительных прецизионных зеркал. Вместе со своими структурными опорами и сложной электроникой сборка будет служить «глазом» телескопа, позволяя проводить новаторские наблюдения и раскрывать тайны Вселенной .
Поставка знаменует собой важный шаг на пути к завершению строительства космического телескопа Roman, который, как ожидается, расширит наши знания о космосе и произведет революцию в изучении темной энергии , формирования галактик и планетарных систем за пределами нашей Солнечной системы .
«Проекты такого масштаба требуют совершенства практически в каждом аспекте», — сообщил Space.com по электронной почте Дж. Скотт Смит, менеджер телескопов в NASA Goddard. «Это стремление к совершенству усиливается при создании и поставке космического телескопа, который расширяет инженерные границы, чтобы ответить на, казалось бы, невыполнимые научные вопросы».
«Роман» превзойдет своего предшественника, космический телескоп «Хаббл» , благодаря своим передовым возможностям проведения крупномасштабных обзоров неба.
«Подобно тому, как мобильный телефон оснащен несколькими камерами для широкоугольной и увеличенной съемки, Уэбб и Роман будут работать вместе, чтобы исследовать нашу Вселенную с разных точек зрения», — сказал Смит, имея в виду космический телескоп имени Джеймса Уэбба от NASA стоимостью 10 миллиардов долларов , который был запущен в декабре 2021 года. «Технологии и научные возможности Романа также послужат следующим важным шагом на пути к Обсерватории обитаемых миров , которая еще больше расширит наши знания о Вселенной и продвинет поиск планет, на которых может поддерживаться жизнь».
Оснащенный широкоугольным инструментом с 300-мегапиксельной инфракрасной камерой, Roman будет охватывать гораздо более широкую область ночного
неба . Кроме того, телескоп предназначен для работы при чрезвычайно низких температурах, что сводит к минимуму внутренний шум и облегчает обнаружение слабых, удаленных объектов.
«Широкое поле зрения позволяет обсерватории собирать в одном изображении то, на что у Хаббла ушло бы несколько сотен, а с учетом того, как быстро Римская обсерватория может указывать на новую цель, это еще больше повышает эффективность», — пояснил Смит. «Одна из основных кампаний по исследованию Романа, High Latitude Wide Area Survey, охватит 2000 квадратных градусов (около 5% неба) всего за семь месяцев. Хабблу или Уэббу потребовались бы сотни лет, чтобы получить изображение такой большой области неба».
Коронограф телескопа , который уже установлен , позволит блокировать яркий свет звезд , что позволит проводить прямые наблюдения за слабыми объектами, такими как экзопланеты и далекие галактики, с большей четкостью.
Конструкция и производительность сборки будут играть решающую роль в определении качества результатов миссии, делая процессы производства и тестирования исключительно строгими. Достижение успеха в таком сложном проекте требует безупречного выравнивания бесчисленных элементов, несмотря на неизбежные трудности, которые возникают.
«Для успеха требуются миллионы элементов, которые должны идеально совпадать, однако работа выполняется людьми и машинами — и те, и другие изначально несовершенны», — сказал Смит. «Человеческие ошибки, несчастные случаи и механические сбои — неизбежные реальности, с которыми нам приходится бороться. [Но] речь идет не только о предотвращении ошибок, но и о том, как мы реагируем и восстанавливаемся, когда они происходят. Вот где наша команда действительно преуспела».
Чтобы свести к минимуму вероятность ошибки, каждый отдельный компонент был тщательно протестирован перед сборкой. Затем весь телескоп был подвергнут строгим испытаниям, призванным имитировать интенсивную тряску и вибрации, которые он испытает во время запуска, гарантируя, что он прибудет на желаемую орбиту в целости и сохранности и будет функционировать так, как задумано.
NASA сообщает, что телескоп прошел месячный термовакуумный тест, чтобы убедиться, что он выдержит температуру и давление в космосе , сохраняя при этом собственную температуру с точностью до долей градуса. Это означает, что телескоп сможет поддерживать стабильный фокус для получения изображений с высоким разрешением.
Эта тщательная координация и обширное тестирование являются ключом к обеспечению производительности телескопа, особенно когда речь идет о стабильности. «Римский телескоп представляет собой вершину стабильности телескопа, что подтверждается обширными наземными испытаниями», — добавил Смит. «Чтобы достичь этого беспрецедентного уровня стабильности, мы стали пионерами инновационных методов в конструкции и тестировании оборудования, значительно продвинув современный уровень техники в проектировании телескопов ».
Следующие шаги включают интеграцию оптической сборки в инструментальный носитель Романа, структурный скелет обсерватории. По словам команды, они остаются на пути к долгожданному запуску телескопа в начале 2027 года на ракете SpaceX Falcon Heavy .
«Кульминацией нашего путешествия [стало] наблюдение за тем, как весь телескоп собрался в единую систему — момент, который кристаллизовал годы самоотверженности сотен людей», — сказал Смит. «Во время этого процесса команда по выравниванию испытала нечто действительно необычное: они смогли посмотреть через телескоп в режиме двойного прохода и увидеть свое собственное отражение. Двойной проход — это как сделать селфи в зеркале, когда вы используете телескоп, чтобы посмотреть на себя.
«Когда у меня появилась возможность самому посмотреть в телескоп, это был не что иное, как трансцендентный опыт», — продолжил он. «Наблюдение за тем, как техник воссоздает изображение с такой невероятной точностью и ясностью, уменьшенное до размера всего в несколько дюймов, было сюрреалистичным. Это был момент, который не только продемонстрировал необычайные возможности телескопа, но и внутренне соединил нас с масштабом нашего достижения. Этот опыт вышел за рамки простого научного достижения — он коснулся самой сути человеческого любопытства и нашего неустанного стремления понять космос».