Космический телескоп Нэнси Грейс Роман НАСА только что открыл свой планетоохотный «взор».
Космический телескоп Nancy Grace Roman НАСА завершил важный цикл испытаний, показавший, что он может чрезвычайно устойчиво удерживать прицел во время наблюдений. С 15 по 21 сентября инженеры проверяли систему точного наведения Роман, которая помогает обсерватории оставаться точно наведённой на цели. Затем, 22 сентября, Коронаграфический инструмент телескопа впервые принял космический свет.
Главный научный инструмент Роман, Инструмент широкого поля, содержит 18 детекторов. Инженеры выделили небольшой участок на каждом детекторе для быстрого отслеживания разных направляющих звёзд — звёзд, положения которых уже известны с высокой точностью.
Система управления ориентацией сначала наводит космический аппарат на нужный участок неба. Система точного наведения затем непрерывно отслеживает эти опорные звёзды и передаёт данные, которые помогают обсерватории корректировать микродвижения во время экспозиции. Без таких дополнительных корректировок Роман не смог бы сохранять устойчивость, достаточную для получения наивысшей чёткости изображений.
«Каждое наблюдение Роман зависит от способности сохранять точное наведение на нужный участок пространства в течение времени, достаточного для сбора изображения, что может занимать от нескольких минут до нескольких часов для глубокой экспозиции», — сказала Бегона Вила, руководитель систем наведения инструмента Роман в Космическом центре Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Система точного наведения сообщает положения направляющих звёзд примерно четыре раза в секунду системе управления ориентацией, которая может сдвинуть обсерваторию на очень маленькую величину, чтобы при необходимости компенсировать дрейф. Наши испытания подтвердили, что мы можем поддерживать обсерваторию очень стабильной для научных операций: лучше, чем 1/100 000 градуса в течение получаса подряд для наблюдений Инструмента широкого поля или в течение восьми часов подряд для наблюдений Коронаграфического инструмента, которые длятся значительно дольше. Это был очень захватывающий момент для команды».
Уровень устойчивости, который Роман уже продемонстрировал, примерно сопоставим с удержанием лазера, сфокусированного на американской монете в один цент с расстояния около 150 миль (примерно 240 километров). Инженеры ожидают ещё улучшить эти показатели по мере дальнейшей настройки системы наведения. Если они достигнут своей цели, аналогия будет соответствовать примерно 230 милям (370 километров).
Новый способ наведения космического телескопа
Роман также испытает форму наведения, которая ранее не использовалась именно таким образом.
«У Роман нет отдельного прибора-наводчика, как у других космических телескопов», — сказала Вила. «Вместо того чтобы отслеживать только точечное изображение звезды, он будет вести по детализированным шаблонам по длинам волн, называемым спектрами. Поскольку Роман уже оснащён для измерения спектров в научных целях, он может использовать ту же информацию для точного позиционирования телескопа. Мы с нетерпением ждём проверки этого режима спектрального наведения в ближайшие недели».
Спектры содержат информацию о том, как свет объекта распределён по разным длинам волн. Роман уже спроектирован для сбора этой информации в научных наблюдениях, что позволяет инженерам использовать ту же возможность для определения и поддержания точного положения телескопа.
Коронаграф Романа увидел космический свет
22 и 27 сентября команда пошла дальше, проверив систему точного наведения вместе с Коронаграфическим инструментом Роман. Коронаграф предназначен для демонстрации передовых технологий подавления яркого света звёзд, чтобы учёные моглиstudying значительно более тусклые планеты и пылевые диски, вращающиеся вокруг ближайших звёзд.
«Коронаграф Роман также имеет собственный внутренний процесс стабилизации, что делает его намного более устойчивым даже по сравнению с Инструментом широкого поля», — отметила Вила.
Такая дополнительная стабильность необходима для наблюдений коронаграфом. Даже чрезвычайно небольшие вибрации или ошибки наведения могут позволить нежелательному свету звезды просочиться в изображение и затмить гораздо более тусклые планеты, которые учёные надеются обнаружить.
Коронаграф включили 1 сентября и «растянули» его цифровые, электронные и механические «конечности» в середине месяца. После подтверждения того, что система точного наведения Роман может удерживать инструмент стабильным, команда отрегулировала его фокус и позволила коронаграфу сделать свой первый предварительный «взгляд» в космос. Эти ранние наблюдения помогут учёным продолжить доводку инструмента перед началом более требовательных тестов.
«Это наблюдение подтверждает, что инструмент может давать сфокусированное изображение», — сказала Ванесса Бейли, учёный по Коронаграфическому инструменту Роман в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Это очень ограниченный тест, который запускает методичный процесс всё более сложных задач, помогающий нам подготовить инструмент к его будущим наблюдениям».
Первые звёзды появились в Большом Магеллановом Облаке
Во время первого теста Коронаграфический инструмент Роман наблюдал тусклую звезду в Большом Магеллановом Облаке, соседней галактике. Изображение содержало дополнительный «шум», потому что детекторы инструмента намеренно поддерживались теплее, чем их рабочая температура. Поддержание их более тёплыми на этом этапе помогает предотвратить прилипание загрязнений к детекторам.
«Мы проверяли систему, убедившись, что свет проходит через систему», — сказала Бейли. «Вторым шагом, в воскресенье, было наблюдение, которое подтвердило наше наведение. Команда охладила детекторы для повышения чувствительности, и мы наблюдали новую область в Большом Магеллановом Облаке, где ожидали увидеть множество звёзд в одном изображении. И мы их увидели! Мы вздохнули с облегчением».
Это второе наблюдение обеспечило ещё одно важное подтверждение того, что Роман наводится туда, куда ожидали учёные, и что коронаграф сможет обнаруживать множество звёзд, когда его детекторы будут охлаждены для большей чувствительности. Успешные испытания — очередной шаг в процессе ввода инструмента в эксплуатацию, пока НАСА готовит Роман к более сложным наблюдениям в будущем.
