NASA accende la fotocamera a infrarossi da 300 megapixel del telescopio Roman

Il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA ha attivato nello spazio la sua principale fotocamera scientifica, segnando un passo significativo verso le prime immagini scientifiche dell’osservatorio, previste per l’inizio del 2027. Il Wide Field Instrument, noto come WFI, è una fotocamera a infrarossi da 300 megapixel progettata per mappare vaste regioni dell’universo preservando al contempo i dettagli più fini.

Anche il Coronagraph Instrument, separato, ha superato un esame iniziale dei suoi sistemi elettronici, digitali e meccanici. Nel loro insieme, questi sviluppi dimostrano che due degli strumenti centrali di Roman stanno rispondendo come previsto durante un programma di messa in servizio destinato a durare diversi mesi.

ScienceDaily ha riferito di queste tappe, che si stanno svolgendo mentre Roman viaggia per circa un milione di miglia verso il secondo punto di Lagrange, o L2. La destinazione dell’osservatorio è una regione dello spazio in cui condurrà le sue indagini a lungo termine.

Un’ampia visuale con dettagli nitidi

Roman è progettato per occupare una posizione intermedia tra le survey ad ampio raggio possibili con alcuni osservatori e le vedute dettagliate associate al telescopio spaziale Hubble della NASA. Un’immagine del WFI coprirà una porzione di cielo più ampia dell’area apparente della Luna piena, offrendo agli scienziati un campo visivo insolitamente grande in una singola esposizione.

Questa capacità è importante perché molte delle indagini di Roman dipendono dall’esame di numeri enormi di oggetti e di vaste porzioni del cosmo. I ricercatori intendono utilizzare le sue osservazioni per studiare i pianeti al di fuori del sistema solare, esplorare l’energia oscura ed esaminare la distribuzione della materia nell’universo.

I dati della survey saranno utili anche oltre questi obiettivi principali. Poiché lo strumento raccoglierà osservazioni estese e dettagliate, gli scienziati prevedono che l’archivio risultante possa sostenere anche molte altre indagini.

Prima di poter accendere il WFI, gli ingegneri hanno trascorso 10 giorni ad asciugarlo e decontaminarlo. Durante questa preparazione, i suoi rivelatori sono stati mantenuti a meno 85 gradi Fahrenheit, ovvero meno 65 Celsius. Questa temperatura era più alta del livello richiesto per il normale funzionamento.

La mattina dell’11 settembre, il riscaldatore è stato spento e lo strumento è stato lasciato raffreddare fino a meno 225 Fahrenheit, ovvero meno 143 Celsius. Gli ingegneri hanno quindi attivato i suoi 18 rivelatori a infrarossi. La loro superficie fotosensibile complessiva è approssimativamente paragonabile a quella dello schermo di un laptop.

Il sistema di calibrazione è stato acceso più tardi quello stesso giorno. I dati di test hanno iniziato a transitare attraverso lo strumento la mattina seguente e sono stati trasmessi ai team sulla Terra per essere esaminati.

Test delle parti mobili della fotocamera

I lavori di messa in servizio si sono quindi spostati sulla ruota degli elementi del WFI. Questo meccanismo trasporta filtri, prismi e altri componenti ottici, selezionando le lunghezze d’onda che raggiungono i rivelatori. Può anche dividere la luce proveniente dagli oggetti astronomici in colori distinti, fornendo informazioni che una semplice immagine non può offrire.

La ruota è stata testata per la prima volta sabato sera senza gli effetti della gravità. Gli ingegneri hanno iniziato a controllare il sistema di messa a fuoco la mattina seguente. Mantenere la messa a fuoco sarà essenziale perché si prevede che Roman produca centinaia di migliaia di immagini durante la sua missione.

Mentre queste attività erano in corso, i rivelatori hanno continuato a raffreddarsi verso la loro temperatura operativa finale, di circa meno 300 Fahrenheit, equivalente a meno 183 Celsius. I risultati dei test hanno indicato che il WFI sta funzionando come previsto.

Josh Schlieder, scienziato del WFI presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, ha dichiarato che la riuscita attivazione ha confermato anni di lavoro a terra. Ha attribuito il merito ai team di Goddard, BAE Systems e Teledyne, oltre che ai centri scientifici della missione, e ha descritto il risultato come una tappa fondamentale.

La ricerca di Roman dei pianeti vicini

Il Coronagraph Instrument è destinato a dimostrare una tecnologia per l’osservazione diretta dei pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Questi pianeti sono molto più deboli delle stelle attorno a cui orbitano, il che li rende difficili da vedere con l’imaging convenzionale.

Il coronografo di Roman combina ottiche, maschere, specchi deformabili e sensori per ridurre il bagliore di una stella ospite. Se il sistema funzionerà come previsto, potrebbe rendere possibile rilevare parte della debole luce riflessa dai pianeti attorno alle stelle vicine.

Al Coronagraph Commanding Center del Caltech/IPAC di Pasadena, California, i team hanno confermato la comunicazione con tutti i principali componenti dello strumento. I controlli hanno riguardato software, sistemi di controllo termico, meccanismi, fotocamere e avionica. Gli ingegneri hanno inoltre dimostrato che i controllori a terra potevano azionare le parti mobili che posizionano maschere, filtri colorati, lenti e prismi.

Anche il sistema termico è stato testato, compresa la sua capacità di riscaldare l’hardware fino a 72 Fahrenheit, ovvero 22 Celsius. La maggior parte del coronografo è progettata per funzionare a circa temperatura ambiente, ad eccezione dei suoi rivelatori. Mantenerlo relativamente caldo semplifica i test e aiuta a conservare le caratteristiche dei materiali necessarie ai suoi specchi deformabili.

Il coronografo sta ora attraversando un periodo di decontaminazione di 30 giorni, durante il quale i suoi rivelatori rimangono caldi affinché l’acqua e le sostanze chimiche presenti in tracce possano abbandonarne le superfici. Gli ingegneri interromperanno occasionalmente questo processo per ulteriori lavori iniziali di calibrazione.

I controlli riusciti degli strumenti di Roman non segnano la fine della messa in servizio, ma eliminano importanti incertezze iniziali. La missione resta nei tempi previsti per pubblicare le sue prime immagini scientifiche all’inizio del 2027.