Το ρωμαϊκό τηλεσκόπιο Nancy έφτασε σε ένα ακόμη ορόσημο στην ανάπτυξή του. Η NASA ανακοίνωσε ότι ο πρωτεύων καθρέφτης του διαστημικού τηλεσκοπίου έχει πλέον ολοκληρωθεί. Ο καθρέφτης των 2,4 μέτρων (7,9 πόδια) χρειάστηκε λιγότερο χρόνο για να αναπτυχθεί από άλλους καθρέφτες, επειδή δεν κατασκευάστηκε από την αρχή. Είναι ένας ανασχηματισμένος και επανατοποθετημένος καθρέφτης που προήλθε από το Εθνικό Γραφείο Αναγνώρισης .
ο Ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace αρχικά ονομάστηκε WFIRST (Wide Field Infrared Space Telescope). Το έργο του τηλεσκοπίου εγκρίθηκε τον Φεβρουάριο του 2016 και τον Μάιο του 2020 η NASA ανακοίνωσε την αλλαγή του ονόματος. Το WFIRST έγινε το ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace, προς τιμήν της NASA πρώτος επικεφαλής αστρονόμος , ο οποίος πέρασε το 2018. Το τηλεσκόπιο μερικές φορές ονομάζεται επίσης Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο ή RST.
Η Δρ Nancy Grace Roman στο Goddard Space Flight Center της NASA, περίπου το 1972. Πιστοποίηση εικόνας: Από NASA/ESA – CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=88649875
Ο κύριος καθρέφτης είναι η καρδιά ενός τηλεσκοπίου. Είναι υπεύθυνο για τη συλλογή του φωτός που μπορεί στη συνέχεια να κατευθυνθεί προς διαφορετικά όργανα. Ο κύριος καθρέφτης του RST έχει το ίδιο μέγεθος με του Hubble, αλλά είναι πολύ ελαφρύτερος χάρη στις τεχνολογικές εξελίξεις. Το RST έχει επίσης πολύ ευρύτερο οπτικό πεδίο από το Hubble, 100 φορές μεγαλύτερο στην πραγματικότητα. Θα χρησιμοποιήσει τη δύναμή του και το ευρύ οπτικό του πεδίο για να εξετάσει κοσμικά αντικείμενα κοντά και μακριά.
Το RST είναι ένα υπέρυθρο παρατηρητήριο, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST). Η κύρια αποστολή του JWST είναι να κοιτάξει όσο το δυνατόν πιο πίσω στο χρόνο και να δει το πρώτο φως του Σύμπαντος. Αλλά το RST είναι διαφορετικό. Το ευρύ οπτικό του πεδίο σημαίνει ότι το κύριο μέλημά του είναι η μελέτη της σκοτεινής ενέργειας και των εξωπλανητών. Και με τον κύριο καθρέφτη του να έχει πλέον ολοκληρωθεί, είναι ένα βήμα πιο κοντά στην κυκλοφορία, που έχει προγραμματιστεί για κάποια στιγμή το 2025.
«Η επίτευξη αυτού του ορόσημου είναι πολύ συναρπαστική», δήλωσε ο Scott Smith, διευθυντής ρωμαϊκών τηλεσκοπίων στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ. «Η επιτυχία βασίζεται σε μια ομάδα με κάθε άτομο να κάνει τον ρόλο του, και αυτό ισχύει ιδιαίτερα στο σημερινό δύσκολο περιβάλλον μας. Όλοι παίζουν ρόλο στη συλλογή αυτής της πρώτης εικόνας και στην απάντηση σε ερωτήματα που εμπνέουν».
Τα κάτοπτρα των τηλεσκοπίων είναι επικαλυμμένα με διαφορετικά υλικά ανάλογα με τα μήκη κύματος του φωτός που έχει σχεδιαστεί να αισθάνεται. Το Hubble σχεδιάστηκε για να βλέπει στο υπέρυθρο, το υπεριώδες και το οπτικό, έτσι ο καθρέφτης του ήταν επικαλυμμένος με στρώματα αλουμινίου και φθοριούχου μαγνησίου. Ο καθρέφτης του JWST είναι επικαλυμμένος με χρυσό καθώς βλέπει σε μεγαλύτερα υπέρυθρα μήκη κύματος.
Ο πρωτεύων καθρέφτης του ρωμαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου που αντανακλά την αμερικανική σημαία. Πίστωση εικόνας: L3Harris Technologies
Ο καθρέφτης του Ρωμαϊκού Διαστημικού Τηλεσκοπίου είναι επικαλυμμένος με ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα ασημιού, που χρησιμοποιείται λόγω της ικανότητάς του να ανακλά το υπέρυθρο φως. Έχει πάχος λιγότερο από 400 νανόμετρα, που είναι 200 φορές πιο λεπτό από μια ανθρώπινη τρίχα. Όπως όλοι οι προηγμένοι τηλεσκοπικοί καθρέφτες, είναι γυαλισμένος σχολαστικά. Το μέσο χτύπημα στην επιφάνεια του καθρέφτη είναι μόνο 1,2 νανόμετρα ύψος, το οποίο η NASA λέει ότι είναι δύο φορές πιο ομαλό από όσο απαιτούν οι αποστολές. Αν ο καθρέφτης είχε το μέγεθος της Γης, το ψηλότερο χτύπημα θα είχε ύψος μόνο 1/4 ίντσας.
Δεδομένου ότι ο καθρέφτης είναι δύο φορές πιο λείος από ό,τι απαιτούσε ο σχεδιασμός, θα πρέπει να παρέχει καλύτερα επιστημονικά αποτελέσματα από τα προβλεπόμενα. «Ο καθρέφτης είχε ολοκληρωθεί με ακρίβεια σύμφωνα με την οπτική συνταγή του Ρωμαϊκού Διαστημικού Τηλεσκοπίου», είπε η Bonnie Patterson, υπεύθυνη προγράμματος στην L3Harris Technologies στο Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης. «Δεδομένου ότι είναι πολύ πιο ομαλό από ό,τι απαιτείται, θα προσφέρει ακόμη μεγαλύτερο επιστημονικό όφελος από αυτό που είχε αρχικά προγραμματιστεί», είπε ο Patterson σε μια δελτίο τύπου .
Μόλις ο κύριος καθρέφτης συλλέξει το υπέρυθρο φως, το φως αποστέλλεται στα δύο όργανα του τηλεσκοπίου: Όργανο κορωνογράφου και το Ευρύ Όργανο πεδίου , που είναι το κύριο όργανο του RST.
Ένας οπτικός μηχανικός στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, στο Camilo Mejia Prada, ρίχνει φως στο εσωτερικό μιας κλίνης δοκιμών για το όργανο Coronagraph του RST. Πίστωση εικόνας: NASA/JPL-Caltech/Matthew Luem
Το όργανο Coronagraph επιτρέπει στο RST να μελετήσει εξωπλανήτες εμποδίζοντας το φως από το άστρο τους. Αν και αυτό δεν θα είναι το πρώτο τηλεσκόπιο που θα χρησιμοποιεί στεφανογράφο, (το Hubble έχει έναν, αλλά πολύ πιο αδύναμο), τα RST θα πρέπει να επιτρέπουν στο τηλεσκόπιο να βλέπει πλανήτες που είναι ένα δισεκατομμύριο φορές πιο αμυδροί από τα αστέρια τους. Εάν λειτουργεί όπως προβλέπεται.
Οι κορονογράφοι αποκλείουν το φως από ένα αστέρι, διευκολύνοντας τη μελέτη πραγμάτων κοντά στο αστέρι. Αυτή είναι μια εικόνα του Ήλιου από το Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο (SOHO) της NASA. Ο στεφανογράφος επέτρεψε στο SOHO να παρατηρήσει τρεις στεφανιαίες εκτινάξεις μάζας παρά το εκτυφλωτικό φως από τον ήλιο. Πίστωση εικόνας: NASA/GSFC/SOHO
Το Wide Field Instrument (WFI) είναι βασικά μια τεράστια κάμερα 300 megapixel. Ενώ έχει το ίδιο γωνιακή ανάλυση όπως το Hubble, το οπτικό του πεδίο είναι σχεδόν 100 φορές ευρύτερο από αυτό του Hubble. Αυτό θα του δώσει τη δύναμη να χαρτογραφήσει την κατανομή και τη δομή της σκοτεινής ενέργειας στο Σύμπαν. Θα βοηθήσει επίσης τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς έχει εξελιχθεί το Σύμπαν με την πάροδο του χρόνου.
«Θα προσπαθήσουμε να ανακαλύψουμε τη μοίρα του σύμπαντος», είπε ο Τζεφ Κροκ του Γκόνταρντ, ο επιστήμονας του έργου για το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο Nancy Grace. «Η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται και ένα από τα πράγματα που το όργανο ευρέος πεδίου θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε είναι αν η επιτάχυνση αυξάνεται ή επιβραδύνεται», είπε ο Κρουκ σε μια δελτίο τύπου .
Ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος είναι ένα από τα διαρκή ερωτήματα στην αστρονομία. Είναι δύσκολο να προσδιοριστεί το ρυθμός επέκτασης — κάλεσε το Hubble Constant —και διαφορετικοί ερευνητές συνεχίζουν να καταλήγουν σε διαφορετικές αξίες. Τα τελευταία χρόνια, οι μετρήσεις του ρυθμού διαστολής κυμαίνονται μεταξύ περίπου 67 και 77 (km/s)/Mpc. Η σκοτεινή ενέργεια είναι το όνομα που δίνεται στη δύναμη που οδηγεί την επέκταση και το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο θα ανιχνεύσει αυτόν τον ρυθμό χρησιμοποιώντας τρεις τεχνικές: ακουστικές ταλαντώσεις βαρυονίου , παρατηρήσεις μακρινών σουπερνόβα , και ασθενής βαρυτικός φακός .
Το RST θα ολοκληρώσει επίσης μια απογραφή εξωπλανητών, αναλαμβάνοντας το έργο της αποστολής Kepler. Θα μπορεί να εξετάσει μακρινούς, γιγάντιους εξωπλανήτες, χάρη στον κορωνογράφο του. Το RST θα μπορεί επίσης να βρει απατεώνες πλανήτες , πλανήτες που παρασύρονται στο διάστημα χωρίς να συνδέονται βαρυτικά με ένα αστέρι. Αυτή τη στιγμή γνωρίζουμε μόνο λίγους από αυτούς τους πλανήτες, αλλά το RST θα μας βοηθήσει να βρούμε περισσότερους. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να υπάρχουν έως και ένα τρισεκατομμύριο από αυτούς τους παρασυρόμενους στον Γαλαξία. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις για τους αριθμούς των απατεώνων πλανητών δεν είναι ακριβείς, αλλά το Ρωμαϊκό Διαστημικό Τηλεσκόπιο θα πρέπει να παρέχει μια εκτίμηση που είναι 10 φορές πιο ακριβής.
Η απόδοση ενός καλλιτέχνη ενός αδίστακτου πλανήτη στο μέγεθος της Γης που πλησιάζει ένα αστέρι. Πίστωση: Christine Pulliam (CfA)
Τώρα που ολοκληρώθηκε, ο κύριος καθρέφτης θα υποβληθεί σε περισσότερες δοκιμές. Ιδιαίτερη ανησυχία είναι το πώς θα ανταποκριθεί ο καθρέφτης στις αλλαγές θερμοκρασίας που θα βιώσει. Ο καθρέφτης είναι κατασκευασμένος από ειδικό γυαλί που αντιστέκεται στη διαστολή και τη συστολή. Δεδομένου ότι η διαστολή και η συστολή μπορεί να παραμορφώσουν το σχήμα του καθρέφτη, η υπερβολική ποσότητα θα δημιουργήσει παραμορφωμένες εικόνες.
Ενώ ο καθρέφτης έχει δοκιμαστεί για ακραίες θερμοκρασίες κατά την ανάπτυξή του, μελλοντικές δοκιμές θα δοκιμάσουν όχι μόνο τον καθρέφτη, αλλά και τη δομή στήριξης του.
«Ο κύριος καθρέφτης του Ρόμαν έχει ολοκληρωθεί, ωστόσο η δουλειά μας δεν έχει τελειώσει», είπε ο Σμιθ. «Είμαστε ενθουσιασμένοι που βλέπουμε αυτή την αποστολή μέχρι την εκτόξευση και μετά, και ανυπομονούμε να παρακολουθήσουμε τα θαύματα που θα αποκαλύψει».
Το RST έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί το έτος 2025 από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ σε ένα εμπορικό όχημα εκτόξευσης. Θα ταξιδέψει στο σημείο LaGrangian 2 Sun-Earth, όπου θα πάρει μια τροχιά φωτοστέφανου. Έχει προγραμματισμένη διάρκεια αποστολής πέντε ετών.
Περισσότερο:
- Δελτίο τύπου: Ολοκληρώθηκε το βασικό κάτοπτρο για το ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA
- Δελτίο τύπου: Το τηλεσκόπιο της NASA πήρε το όνομα της «Μητέρας του Hubble» Nancy Grace Roman
- WFIRST (RST): Έκθεση Σχεδιασμού 2015
- Σύμπαν σήμερα: Θα μπορούσαν να υπάρχουν περισσότεροι απατεώνες πλανήτες από αστέρια στον Γαλαξία μας. Δείτε πώς θα τους βρει η Nancy Grace
