Римский телескоп начинает путешествие для изучения инфракрасной Вселенной

Космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» начал путешествие ко второй точке Лагранжа системы Солнце—Земля, или L2, после запуска с космодрома на мысе Канаверал 30 августа 2026 года. Как сообщает Spacemart.com, ракета SpaceX Falcon Heavy вывела обсерваторию со стартового комплекса 39A в 7:26 утра по восточному летнему времени; сейчас идёт её ввод в эксплуатацию.

«Роман» предназначен для исследования огромных участков неба без потери детализации, обычно свойственной наблюдениям более узких областей. Его 300-мегапиксельная камера ближнего инфракрасного диапазона сможет снимать планеты и другие объекты Солнечной системы в одном широком поле со звёздами, далёкими галактиками и быстро меняющимися космическими событиями. Однако основные открытия миссии будут сделаны благодаря множеству наблюдений, проводимых с течением времени, а не благодаря одной фотографии.

Широкий обзор с детализацией уровня «Хаббла»

Широкоугольный инструмент «Романа» содержит 18 детекторов. Вместе они охватывают почти в 100 раз больше неба, чем самые широкие снимки «Хаббла», сохраняя сопоставимую резкость в инфракрасном диапазоне. Каждый снимок «Романа» охватывает область, превышающую видимую ширину полной Луны; инфракрасная широкоугольная камера 3 «Хаббла» охватывает примерно одну двухсотую этой площади.

Разница будет накапливаться на протяжении всей миссии. В течение первых пяти лет NASA ожидает, что «Роман» получит изображения площади более чем в 50 раз большей той, что «Хаббл» охватил за первые три десятилетия работы. Он сможет сканировать небо до 1 000 раз быстрее «Хаббла», обеспечивая при этом сходные чувствительность и разрешение в ближнем инфракрасном диапазоне.

Главное зеркало «Романа» имеет ширину 2,4 метра — столько же, сколько зеркало «Хаббла». Изначально оптика поступила из Национального управления военно-космической разведки, однако для новой обсерватории её существенно адаптировали. Инженеры изменили её форму и заново отполировали поверхность, нанесли серебряное покрытие, подходящее для наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне, а также разработали необходимые для «Романа» системы опоры, терморегуляции и юстировки.

Такое сочетание скорости и охвата означает, что в одном поле могут оказаться неподвижные звёзды, галактики, сверхновые, активные галактические ядра и движущиеся тела из внешней части Солнечной системы. Астрономы будут сравнивать изображения, сделанные в разное время, чтобы отличить дрейфующий объект от неподвижного источника или кратковременную вспышку от обычно спокойной галактики.

Перепись меняющихся и далёких объектов

Повторные наблюдения позволят «Роману» исследовать несколько направлений астрономии, используя один и тот же большой архив обзора. Одна из утверждённых программ предусматривает поиск около 1 000 объектов пояса Койпера в течение первых трёх сезонов обзора временной области Галактического балджа. Эти тела будут выявляться по тысячам измерений, выполненных в ходе обзора, а не обнаруживаться все сразу на одном снимке.

Ожидается, что обзор временной области на высоких галактических широтах обеспечит особенно большую выборку взрывных событий. Согласно моделированию, поддержанному NASA, он сможет обнаружить около 100 000 космических взрывов, включая примерно 27 000 сверхновых типа Ia и 60 000 сверхновых с коллапсом ядра. Более 1 000 событий типа Ia могут относиться ко времени более 10 миллиардов лет назад.

Обзор также позволит отслеживать активность вокруг чёрных дыр. Ожидаемый результат включает около 40 событий приливного разрушения — они происходят, когда звезда разрывается на части, а её вещество нагревается по мере падения к чёрной дыре. Изменения яркости активных галактик дадут ещё один способ исследовать, как растут сверхмассивные чёрные дыры и поглощают вещество.

Ожидается, что широкоугольные обзоры «Романа» создадут каталоги, содержащие более миллиарда галактик. Измеряя небольшие изменения формы галактик, вызванные веществом между этими галактиками и Землёй, исследователи смогут картировать тёмную материю и изучать развитие космических структур.

Технологии для будущего поиска планет

«Роман» оснащён вторым инструментом — коронографом, предназначенным для блокировки света близлежащих звёзд, чтобы можно было наблюдать гораздо более тусклые планеты и окружающую их пыль. Система использует маски, детекторы, призмы и деформируемые зеркала, управляемые тысячами актуаторов для корректировки входящего волнового фронта.

NASA ожидает, что эта технология превзойдёт более ранние космические коронографы в 100—1 000 раз. Официальная демонстрация запланирована на первые 18 месяцев миссии. Инструмент будет нацелен на крупные газовые экзопланеты и околозвёздные диски, а не на попытку обнаружить полную популяцию миров, подобных Земле. В долгосрочной перспективе его ценность будет заключаться в проверке методов, которые будущие телескопы смогут использовать для поиска небольших планет вокруг звёзд, подобных Солнцу.

Высота «Романа» превышает 42 фута, а масса составляет почти 18 000 фунтов. Подготовка к запуску включала испытания на вибрацию, ускорение, перепады температуры и воздействие вакуума. Внешняя оболочка обсерватории, помогающая защищать телескоп от рассеянного света и регулировать его температуру, во время испытаний в центрифуге подвергалась нагрузкам, превышающим семь земных тяготений.

Ожидается, что космический аппарат будет передавать 11 терабит информации в день — это соответствует примерно 1,4 терабайта. Запланированная скорость передачи данных составляет от 250 до 500 мегабит в секунду, поэтому обработка данных станет центральной частью миссии. Программное обеспечение будет искать в архиве слабые следы, временные вспышки и едва заметные искажения, которые могут оставаться незамеченными при первоначальном поступлении отдельных изображений на Землю.

«Роман» направляется на гало-орбиту вокруг L2, расположенной примерно в одном миллионе миль от Земли. Ожидается, что путешествие и этап ввода в эксплуатацию займут около трёх месяцев. В этом районе к обсерватории присоединятся «Уэбб» и миссия ESA Euclid, хотя каждый телескоп обладает разными возможностями и научными целями.