Το Nancy Grace Roman Space Telescope της NASA ολοκλήρωσε ένα κρίσιμο βήμα πριν από την έναρξη της πλήρους επιστημονικής λειτουργίας του: τα βασικά οπτικά στοιχεία και τα επιστημονικά όργανα του ευθυγραμμίστηκαν με εξαιρετικά μεγάλη ακρίβεια. Η εξέλιξη ανακοινώθηκε από τη NASA στις 13 Νοεμβρίου και φέρνει το παρατηρητήριο πιο κοντά στις έρευνες για τη σκοτεινή ενέργεια, τους εξωπλανήτες και την εξέλιξη του Σύμπαντος.
Γιατί η ευθυγράμμιση είναι τόσο απαιτητική
Η ομάδα του Roman είχε ευθυγραμμίσει τα οπτικά συστήματα πριν από την εκτόξευση. Ωστόσο, οι κραδασμοί της εκτόξευσης, οι αλλαγές θερμοκρασίας και η απουσία βαρύτητας μπορούν να προκαλέσουν μικροσκοπικές μετατοπίσεις. Για να τις εντοπίσουν, οι επιστήμονες παρατήρησαν άστρα και συνέκριναν τη θέση τους στις εικόνες με τη θέση που αναμενόταν να έχουν. Έτσι ενημέρωσαν τον εσωτερικό «χάρτη» του τηλεσκοπίου και προσδιόρισαν τις διορθώσεις που χρειάζονται οι επόμενες παρατηρήσεις.
Η ακρίβεια δεν αφορά μόνο την καθαρότητα της εικόνας. Το Roman πρέπει να μπορεί να στρέφεται στον σωστό στόχο και να παραμένει εξαιρετικά σταθερό στη διάρκεια κάθε έκθεσης. Σύμφωνα με τη NASA, η σταθερότητά του πρέπει να είναι τουλάχιστον δέκα φορές καλύτερη από εκείνη των διαστημικών τηλεσκοπίων Hubble και Webb για να υλοποιήσει τους επιστημονικούς του στόχους.
Το Wide Field Instrument έχει διπλό ρόλο
Το Wide Field Instrument είναι η κύρια κάμερα του Roman, αλλά λειτουργεί και ως σύστημα καθοδήγησης. Οι 18 ανιχνευτές του πρέπει να συνεργάζονται, ώστε τα άστρα-οδηγοί να εμφανίζονται στις σωστές θέσεις και το τηλεσκόπιο να διορθώνει τις μικρές αποκλίσεις της στόχευσης. Η σωστή χαρτογράφηση των ανιχνευτών είναι επομένως απαραίτητη για να αξιοποιηθεί το μεγάλο πεδίο θέασης του οργάνου.
Το δεύτερο βασικό όργανο είναι το Coronagraph Instrument, σχεδιασμένο να μπλοκάρει το έντονο φως ενός άστρου και να επιτρέπει την αναζήτηση πολύ αμυδρών σημάτων από πλανήτες και δίσκους που βρίσκονται γύρω του. Η ομάδα ρύθμισε τη θέση του δευτερεύοντος κατόπτρου, ενός μικρότερου κατόπτρου που συνδέει το τηλεσκόπιο με το coronagraph, καθώς και των μασκών και των οπτικών στοιχείων στο εσωτερικό του.
Το επόμενο βήμα πριν από τις επιστημονικές παρατηρήσεις
Η διαδικασία δεν ολοκληρώνεται με τη στατική ευθυγράμμιση. Η NASA θα δοκιμάσει περισσότερα από 3.000 μικρά κινούμενα στοιχεία των παραμορφώσιμων κατόπτρων. Αυτά θα μεταβάλλουν με ακρίβεια το σχήμα τους, ώστε να ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο το φως διαχέεται και να περιορίζουν ακόμη περισσότερο τη λάμψη του άστρου. Η τεχνική έχει δοκιμαστεί σε εργαστηριακές συνθήκες που προσομοιώνουν το Διάστημα, όμως η εφαρμογή της με πραγματικό αστρικό φως και πραγματικούς πλανήτες θα αποτελέσει σημαντικό ορόσημο.
Το Roman σχεδιάστηκε για να βλέπει πολύ μεγαλύτερες περιοχές του ουρανού από το Hubble, διατηρώντας υψηλή λεπτομέρεια. Η NASA εκτιμά ότι το πεδίο θέασής του θα είναι τουλάχιστον εκατό φορές μεγαλύτερο, επιτρέποντας μετρήσεις από περίπου ένα δισεκατομμύριο γαλαξίες σε όλη τη διάρκεια της αποστολής. Παράλληλα, το coronagraph θα προσφέρει άμεσες παρατηρήσεις επιλεγμένων εξωπλανητών και πλανητικών συστημάτων.
Η αξία του εγχειρήματος βρίσκεται και στον συνδυασμό των δύο οργάνων. Οι ευρείες υπέρυθρες εικόνες του Wide Field Instrument θα δίνουν στατιστική εικόνα για δισεκατομμύρια αντικείμενα, ενώ το Coronagraph θα επικεντρώνεται σε μικρότερο αριθμό κοντινών άστρων. Οι δύο προσεγγίσεις συμπληρώνουν η μία την άλλη: η πρώτη βοηθά τους ερευνητές να μελετήσουν τη μεγάλη κλίμακα του Σύμπαντος και η δεύτερη να εξετάσουν λεπτομέρειες σε πλανητικά συστήματα. Για να αξιοποιηθούν, όμως, χρειάζεται πρώτα να ολοκληρωθούν οι δοκιμές και η βαθμονόμηση σε πραγματικές συνθήκες τροχιάς.
