NASA включило 300-мегапиксельную инфракрасную камеру телескопа «Роман»

Космический телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман» активировал свою основную научную камеру в космосе, что стало важным шагом на пути к получению первых запланированных научных изображений обсерватории в начале 2027 года. Широкоугольный прибор, известный как WFI, — это 300-мегапиксельная инфракрасная камера, созданная для картографирования обширных областей Вселенной с сохранением высокой детализации.

Отдельный коронограф телескопа также успешно прошёл первичную проверку электронных, цифровых и механических систем. Вместе эти достижения показывают, что два ключевых прибора «Романа» работают в соответствии с планом в ходе программы ввода в эксплуатацию, которая, как ожидается, продлится несколько месяцев.

Как сообщила ScienceDaily, эти этапы реализуются в то время, когда «Роман» движется примерно на один миллион миль к второй точке Лагранжа, или L2. Место назначения обсерватории — область космоса, где она будет проводить долгосрочные исследования.

Широкий обзор с высокой детализацией

«Роман» создан для того, чтобы занять промежуточное положение между широкомасштабными обзорами, доступными некоторым обсерваториям, и детальными изображениями, характерными для космического телескопа NASA «Хаббл». Один снимок WFI охватит участок неба, превышающий видимую площадь полной Луны, что даст учёным необычно широкое поле зрения при одной экспозиции.

Эта возможность важна, поскольку многие исследования «Романа» зависят от изучения огромного числа объектов и обширных участков космоса. Исследователи намерены использовать его наблюдения для изучения планет за пределами Солнечной системы, исследования тёмной энергии и анализа распределения материи во Вселенной.

Данные обзора будут полезны и за пределами этих основных целей. Поскольку прибор будет собирать обширные и детализированные наблюдения, учёные ожидают, что получившийся архив также поддержит множество других исследований.

Прежде чем WFI можно было включить, инженеры в течение 10 дней осушали и обеззараживали его. Во время этой подготовки его детекторы поддерживались при температуре минус 85 градусов по Фаренгейту, или минус 65 градусов по Цельсию. Эта температура была выше уровня, необходимого для нормальной работы.

Утром 11 сентября нагреватель выключили и позволили прибору остыть до минус 225 градусов по Фаренгейту, или минус 143 градусов по Цельсию. Затем инженеры активировали 18 его инфракрасных детекторов. Их совокупная светочувствительная поверхность примерно сопоставима с экраном ноутбука.

Позднее в тот же день была включена калибровочная система. На следующее утро через прибор начали проходить тестовые данные, которые передали командам на Земле для изучения.

Испытание подвижных частей камеры

Затем работы по вводу в эксплуатацию перешли к колесу фильтров WFI. Этот механизм несёт фильтры, призмы и другие оптические компоненты, выбирая длины волн, которые достигают детекторов. Он также может разделять свет от астрономических объектов на отдельные цвета, предоставляя информацию, которую не может дать обычное изображение.

В субботу вечером колесо впервые испытали в условиях невесомости. На следующее утро инженеры начали проверять систему фокусировки. Сохранение фокуса будет крайне важным, поскольку ожидается, что за время миссии «Роман» создаст сотни тысяч изображений.

Пока эти работы продолжались, детекторы продолжали охлаждаться до конечной рабочей температуры — примерно минус 300 градусов по Фаренгейту, что соответствует минус 183 градусам по Цельсию. Результаты испытаний показали, что WFI работает в соответствии с ожиданиями.

Джош Шлидер, научный сотрудник WFI в Центре космических полётов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, сказал, что успешная активация подтвердила многолетнюю работу на Земле. Он отметил вклад команд из Годдарда, BAE Systems и Teledyne, а также научных центров миссии, и назвал это достижение важной вехой.

Поиск близлежащих планет «Романом»

Коронограф предназначен для демонстрации технологии прямого наблюдения планет, обращающихся вокруг других звёзд. Такие планеты намного тусклее звёзд, вокруг которых они вращаются, поэтому их трудно увидеть с помощью обычной съёмки.

Коронограф «Романа» объединяет оптику, маски, деформируемые зеркала и датчики, чтобы уменьшить яркость света от звезды-хозяина. Если система будет работать так, как задумано, она позволит обнаруживать часть слабого света, отражённого планетами вокруг близлежащих звёзд.

В Центре управления коронографом в Caltech/IPAC в Пасадене, штат Калифорния, команды подтвердили связь со всеми основными компонентами прибора. Проверки охватывали программное обеспечение, системы терморегуляции, механизмы, камеры и авионику. Инженеры также показали, что наземные контроллеры могут управлять подвижными частями, которые позиционируют маски, цветовые фильтры, линзы и призмы.

Тепловую систему также проверили, в том числе её способность нагревать оборудование до 72 градусов по Фаренгейту, или 22 градусов по Цельсию. Большая часть коронографа рассчитана на работу примерно при комнатной температуре, за исключением его детекторов. Поддержание относительно высокой температуры упрощает испытания и помогает сохранять свойства материалов, необходимые для его деформируемых зеркал.

Сейчас коронограф проходит 30-дневный период обеззараживания, во время которого его детекторы остаются тёплыми, чтобы вода и следовые количества химических веществ могли покинуть их поверхности. Инженеры будут время от времени приостанавливать этот процесс для проведения дополнительных первоначальных калибровочных работ.

Успешные проверки приборов «Романа» не означают завершения ввода в эксплуатацию, но устраняют важные первоначальные неопределённости. Миссия по-прежнему идёт по графику, согласно которому первые научные изображения будут опубликованы в начале 2027 года.