Космический телескоп NASA «Нэнси Грейс Роман» успешно завершил серию важных испытаний, подтвердивших, что он способен удерживать объективы в высшей степени стабильно во время наблюдений. С 15 по 21 сентября инженеры тестировали систему точного наведения Roman, которая помогает обсерватории точно удерживаться на целях. Затем, 22 сентября, коронограф телескопа впервые получил космический свет.
Основной научный инструмент Roman — широкоугольный инструмент (Wide Field Instrument) — содержит 18 детекторов. Инженеры выделили небольшую область на каждом детекторе для быстрого мониторинга различных опорных звёзд — звёзд, положение которых уже известно с высокой точностью.
Система ориентации Roman сначала направляет аппарат в нужную область неба. Затем система точного наведения непрерывно отслеживает эти опорные звёзды и передаёт информацию, помогающую обсерватории корректировать мельчайшие смещения во время экспозиции. Без этих дополнительных корректировок Roman не смог бы оставаться достаточно стабильным для получения максимально чётких изображений.
«Каждое наблюдение Roman зависит от его способности точно удерживаться на нужной области космоса достаточно долго для сбора изображения, что может занимать от нескольких минут до нескольких часов для глубокой экспозиции, — сказала Бегонья Вила, руководитель систем наведения Roman в Центре космических полётов Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. — Система точного наведения сообщает положение опорных звёзд системе ориентации примерно четыре раза в секунду, которая может слегка перемещать обсерваторию для компенсации любого дрейфа по мере необходимости. Наши испытания подтвердили, что мы способны удерживать обсерваторию очень стабильно для научных операций: точность лучше 1/100 000 градуса в течение получаса для наблюдений широкоугольным инструментом или в течение восьми часов для наблюдений коронографом, которые занимают гораздо больше времени. Это был очень волнующий момент для команды».
Уровень стабильности, который уже продемонстрировал Roman, примерно сравним с удержанием лазера на американской монете в 10 центов с расстояния около 240 километров. Инженеры ожидают улучшить этот показатель по мере дальнейшей настройки системы наведения. Если они достигнут цели, то же сравнение растянется примерно до 370 километров.
Новый способ наведения космического телескопа
Roman также протестирует форму наведения, которая никогда ранее не использовалась подобным образом.
«У Roman нет отдельного инструмента-гида, как у других космических телескопов, — сказал Вила. — Вместо отслеживания только точечного вида звезды он будет наводиться по детальным спектральным картинам, называемым спектрами. Поскольку Roman 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 распределяется по различным длинам волн. Roman уже спроектирован для сбора этой информации в научных наблюдениях, что позволяет инженерам использовать ту же возможность для определения и поддержания точного положения телескопа.
Коронограф Roman видит космический свет
22 и 27 сентября команда пошла дальше, протестировав систему точного наведения вместе с коронографом Roman. Коронограф предназначен для демонстрации передовых технологий, подавляющих яркий свет звёзд, чтобы учёные могли изучать гораздо более тусклые планеты и пылевые диски, вращающиеся вокруг близлежащих звёзд.
«Коронограф Roman также имеет собственный внутренний процесс стабилизации, что делает его гораздо более стабильным, чем даже широкоугольный инструмент», — сказал Вила.
Эта дополнительная стабильность необходима для наблюдений коронографом. Даже чрезвычайно малые вибрации или ошибки наведения могут позволить нежелательному звёздному свету просочиться в изображение и заглушить гораздо более тусклые планеты, которые учёные надеются обнаружить.
Коронограф «проснулся» 1 сентября и «размял» свои цифровые, электронные и механические «конечности» в середине месяца. После подтверждения того, что система точного наведения Roman способна удерживать инструмент стабильно, команда скорректировала его фокус и позволила коронографу впервые предварительно взглянуть на космос. Эти ранние наблюдения помогут учёным продолжить совершенствование инструмента перед началом более сложных испытаний.
«Это наблюдение подтверждает, что инструмент может создавать сфокусированное изображение, — сказала Ванесса Бейли, научный сотрудник коронографа Roman в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии. — Это очень ограниченный тест, который запускает методичный процесс всё более сложных задач, помогающих нам подготовиться к будущим наблюдениям инструмента».
Первые звёзды появились в Большом Магеллановом Облаке
Во время первого теста коронограф Roman наблюдал тусклую звезду в Большом Магеллановом Облаке — соседней галактике. Изображение содержало дополнительный «шум», поскольку детекторы инструмента намеренно поддерживались при более высокой температуре, чем их будущая рабочая температура. Поддержание их более тёплыми на этом этапе помогает предотвратить прилипание загрязнений к детекторам.
«Мы проверяли систему, убеждаясь, что свет проходит через неё, — сказал Бейли. — Вторым шагом, в воскресенье, стало наблюдение, подтвердившее наше наведение. Команда охладила детекторы для лучшей чувствительности, и мы наблюдали новую область в Большом Магеллановом Облаке, где ожидали увидеть множество звёзд на одном изображении. И мы их увидели! Мы вздохнули с облегчением!»
Это второе наблюдение обеспечило ещё одно важное подтверждение того, что Roman наводился туда, куда ожидали учёные, и что коронограф способен обнаруживать множество звёзд после охлаждения детекторов для повышения чувствительности. Успешные испытания знаменуют ещё один шаг в процессе ввода инструмента в эксплуатацию, пока NASA готовит Roman к более сложным наблюдениям в будущем.
Источники:
sciencedaily.com
Комментарии