Įsivaizduokite, kad bandote pastebėti žibintinę uodėlę, sėdinčią šalia švyturio tūkstančių mylių atstumu. Tai yra problema, su kuria susiduria astronomai ieškodami planetų prie kitų žvaigždžių: žvaigždė savo spindesiu nusveria planetą keliais eilėmis. NASA Nancy Grace Roman kosminis teleskopas dabar yra kosmose ir nukreipė savo dėmesį į tą akinimą naudodamas radikalų optinės inžinerijos sprendimą, vadinamą koronografo įrenginiu arba CGI.
CGI neapsiriboja tik žvaigždės šviesos blokavimu; jis ją pertvarko. Įrenginys suderina tradicines koronografo kaukes su aktyvia bangosfronto kontrole, tai yra dviem deformuojamais veidrodžiais, kiekvieną valdančiais daugiau nei 1 600 smulkių aktuatorių, kurie lenkia ir koreguoja ateinančią šviesą, kad pašalintų sklaidomą žvaigždės švytėjimą ir atskleistų, kas yra šalia. Galima tai įsivaizduoti kaip teleskopo regėjimo smulkų sureguliavimą, leidžiantį atskaičiuoti žvaigždės akinimą ir palikti silpną planetos švytėjimą.
Tikslas ambicingas. Romanas siekia pamatyti planetas, esančias šalia žvaigždžių, kurios yra milijardą kartų šviesesnės už jas, maždaug toks kontrastas kaip tarp Jupiterio ir mūsų Saulės, o tai būtų iki tūkstančio kartų geriau nei dabartinės tiesioginio vaizdavimo galimybės. Integruotas spektrografas vėliau išskaidys tą silpną šviesą, leidžiant mokslininkams nuskaityti atmosferų cheminius pėdsakus ir ieškoti debesų, miglos ir molekulių.
Nancy Grace Roman kosminio teleskopo nuotrauka, padaryta 2026 m. rugpjūčio 7 d. NASA Kennedy kosminiame centre Floridoje, JAV. Ruošiantis paleidimui su Falcon Heavy raketa 2026 m. rugpjūčio 30 d., jis buvo kruopščiai integruotas su savo naudingosios apkrovos adapteriu Pavojingų krovinių aptarnavimo patalpoje. Ši specializuota tvirtinimo konstrukcija užtikrina stabilumą raketos viduje ir yra sukurta didelėms, sunkioms apkrovoms.
Tokia galimybė gali pakeisti pasaulių, kuriuos galime tirti, pobūdį. Iki šiol tiesioginis vaizdavimas dažniausiai aptikdavo karštus, jaunus dujų milžinus, esančius toli nuo savo žvaigždžių, nes juos lengviau atskirti nuo žvaigždės spindesio. CGI gali stumti šią techniką arčiau žvaigždžių ir žemiau temperatūrų skalės, atverdama prieigą prie vyresnių, vėsesnių dujų milžinų, kurie suka arčiau savo saulių ir geriau atspindi galaktikos sistemų įvairovę.
Precizika yra svarbi. Kad būtų išlaikyta delikati optinė koronografo sąlyga, inžinieriai sukonstravo tiksliojo suderinimo mechanizmus, vadinamus PAM, kad su pozicionavimo tikslumu fiksuotų filtrus, kaukes ir veidrodžius. Per aštuonerias valandas PAM negali pasislinkti daugiau nei 40 milliarcsekundžių, kampinis tolerancijos lygmuo, prilygstantis žmogaus pamatymui Los Andžele iš pusės Europos atstumo. Toks mechaninis stabilumas leidžia deformuojamiems veidrodžiams ištaisyti menkiausias netobulumus vietoje to, kad būtų gaudomas drebėjimas.
Pilnai įrengtas CGI optinis stendas po pristatymo į NASA Goddardo kosminių skrydžių centrą. Maksimalus optinio stendo matmuo yra 1,7 metro × 1,7 metro.
Europos partneriai, Max Plancko astronomijos institutas Heidelberge, suvaidino centrinius vaidmenis kuriant PAM ir kitą aparatūrą, taip pat prisidėjo prie programinės įrangos ir stebėjimų planavimo per NASA Bendruomenės dalyvavimo programą. Oliveris Krause, vadovavęs daliai šių pastangų, apibūdina CGI kaip techniškai pažangiausią optinį instrumentą, kada nors skridusį mokslo tikslais. Wolfgangas Brandneris ir kolegos koordinuoja kampaniją, skirtą matuoti dujų milžinus matomoje šviesoje ir apdoroti gaunamus duomenis.
Romanas pakilo iš Kennedy kosminio centro 2026 m. rugpjūčio 30 d. Falcon Heavy raketa ir dabar keliauja į orbitą aplink Saulės ir Žemės L2 tašką maždaug milijoną mylių nuo Žemės. Inžinieriai įjungė CGI, atliko pradines programinės įrangos patikras ir pradėjo mėnesius trunkančią kruopščią kalibraciją ir testavimą, kol observatorija baigs įjungimo procedūras. Jei viskas vyks pagal planą, NASA tikisi, kad pirmosios mokslinės nuotraukos bus paskelbtos 2027 m. pradžioje, o duomenys bus perduodami į Roman mokslo palaikymo centrą, suteikiant iškart viešą prieigą.
Vienas iš šešių skrydžio modelių Precision Alignment Mechanisms (PAM) koronografui (CGI), kameros įrenginiui Nancy Grace Roman kosminiame teleskope. PAM pozicionuoja ir stabilizuoja CGI optinius elementus stebėjimų metu.
Visa tai turi platesnių pasekmių negu vien daugiau Jupiterių suradimas. Technologijos, kurias CGI patvirtins — itin tiksli bangosfronto detekcija, deformuojami veidrodžiai kosmose ir ekstremalus mechaninis stabilumas — yra kelio žymekliai būsimoms misijoms, siekiančioms nufotografuoti tikrai Žemei panašias planetas. Instrumentai, tokių kaip siūlomas Habitable Worlds Observatory, galėtų perimti CGI pamokas ir stumti tiesioginį vaizdavimą link planetų, kuriose galėtų būti skysto vandens.
Romanas buvo sukurtas penkerių metų pagrindinei misijai su galimybe pratęsti. Taupymas, atsiradęs dėl itin tikslaus paleidimo ir ankstyvųjų trajektorijos korekcijų, dabar leidžia manyti, kad observatorija galėtų palaikyti mokslines operacijas dešimtmečius, galbūt daugiau nei 20 metų, suteikiant CGI daug laiko parodyti savo potencialą. Dabartinis uždavinys yra detalus ir kruopštus: sukalibruoti sistemą, kuri turi paversti nematomą matomu. Galimas atlygis yra milžiniškas: naujas būdas skaityti egzoplanetų atmosferas ir, vieną dieną, išvysti blankią mėlyną žymę, primenančią tokią planetą kaip mūsų.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.