Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman obudził się i „przeciera oczy”

Agencja NASA ogłosiła pomyślne uruchomienie kluczowych instrumentów na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Nancy Grace Roman. To jedno z najważniejszych wydarzeń w rozpoczętej 30 sierpnia tego roku misji, która ma zrewolucjonizować naszą wiedzę o wszechświecie. Zaangażowani w misję naukowcy i inżynierowie potwierdzili aktywację szerokokątnej kamery o rozdzielczości 300 megapikseli oraz pierwsze testy zaawansowanego koronografu, który pozwoli na bezpośrednie obserwacje planet pozasłonecznych.

Rakieta Falcon Heavy firmy SpaceX wystartowała pod koniec sierpnia w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego, przewożąc teleskop Nancy Grace Roman/fot. Manuel Mazzanti/NurPhoto via AFP /East News

Klucz do tajemnic ciemnej energii?

Główny instrument naukowy teleskopu, szerokokątna kamera WFI (Wide Field Instrument), została uruchomiona po wieloetapowym procesie przygotowań. Kamera ta, pracująca w podczerwieni, umożliwi szybkie i szczegółowe przeglądy ogromnych obszarów nieba. Każde wykonane przez nią zdjęcie obejmie fragment nieba większy niż tarcza Księżyca w pełni, zachowując przy tym ostrość porównywalną z obrazami uzyskiwanymi przez słynny teleskop Hubble’a.

Naukowcy oczekują, że WFI pomoże naukowcom zgłębiać tajemnice ciemnej energii oraz umożliwi obrazowanie rozmieszczenia materii w kosmosie, odegra też kluczową rolę w badaniach nad planetami poza Układem Słonecznym. Dzięki szerokiemu polu widzenia i wysokiej rozdzielczości instrument stanie się również cennym narzędziem w innych badaniach astronomicznych.

Pierwszy testowy obraz

Zanim WFI mógł zostać aktywowany, konieczne było przeprowadzenie dziesięciodniowego procesu osuszania i oczyszczania detektorów w temperaturze -65 st. C. Następnie, 11 września, wyłączono grzałki i pozwolono kamerze schłodzić się do temperatury roboczej wynoszącej -143 st. C, co umożliwiło uruchomienie 18 detektorów podczerwieni. Ich łączna powierzchnia odpowiada wielkości ekranu laptopa. Kolejne etapy obejmowały aktywację systemu kalibracyjnego oraz testy mechanizmu ogniskowania, który odpowiada za precyzyjne ustawianie ostrości. W tym czasie detektory były dalej schładzane do docelowej temperatury -183 st. C.

Pierwszy testowy obraz wykonany przez WFI zarejestrował rozmyte światło gwiazd. To efekt wstępnej konfiguracji, gdy detektory wciąż były ustawione w pozycji transportowej. Zdjęcie to stanowi punkt wyjścia do dalszego precyzyjnego ustawiania optyki teleskopu i kalibracji ostrości. W kolejnych tygodniach zespół uruchomi system precyzyjnego naprowadzania, co pozwoli teleskopowi zlokalizować wybrane cele i uzyskać obrazy o wyjątkowej szczegółowości. Według planów pierwsze naukowe zdjęcia wykonane przez teleskop Roman zostaną opublikowane na początku 2027 roku.

Równolegle z aktywacją głównej kamery, zespół inżynierów i naukowców przeprowadził pierwsze testy koronografu, niezwykle zaawansowanego systemu optycznego, który umożliwi bezpośrednie obserwacje planet krążących wokół odległych gwiazd. Koronograf wykorzystuje zestaw masek, deformowalnych luster oraz precyzyjnych czujników, aby zablokować oślepiające światło gwiazdy i uwidocznić słabe odbicie światła od planet.

Testy potwierdziły, że wszystkie elementy koronografu, od oprogramowania i systemów termicznych, przez mechanizmy ruchome, po kamery i awionikę, działają prawidłowo i mogą być zdalnie sterowane z Ziemi. Szczególną uwagę zwrócono na systemy termiczne, które utrzymują instrument w temperaturze pokojowej, co ułatwia testowanie i zapewnia stabilność materiałów, z których wykonane są deformowalne lustra.

Wielomiesięczny proces kalibracji i testów

Obecnie koronograf przechodzi proces oczyszczania, podczas którego detektory są utrzymywane w podwyższonej temperaturze, by usunąć wszelkie pozostałości wilgoci lub zanieczyszczeń. Ten etap potrwa około 30 dni i będzie przeplatany dodatkowymi kalibracjami.

Wszystkie te działania są częścią wielomiesięcznego procesu kalibracji i testów, które odbywają się podczas podróży teleskopu do punktu Lagrange’a L2, oddalonego o około 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. To właśnie na stabilnej orbicie wokół tego punktu Roman rozpocznie swoją właściwą misję naukową.

Misja Nancy Grace Roman Space Telescope zapowiada się jako jedno z najważniejszych przedsięwzięć astronomicznych najbliższych lat. Dzięki zaawansowanym instrumentom i innowacyjnym technologiom teleskop ma szansę dostarczyć danych, które pomogą odpowiedzieć na fundamentalne pytania dotyczące struktury i ewolucji wszechświata, a także odkryć nieznane dotąd światy poza naszym Układem Słonecznym.