تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا یک گام دیگر به کشف اسرار کیهان نزدیک شد

آخرین سازه بزرگ تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن (NGRST) تیز به آن افزوده شد: مجموعه تلسکوپ نوری که شامل یک آینه اصلی 2.4 متری، 9 آینه اضافی و تجهیزات پشتیبانی و الکترونیکی است. این مجموعه 7 نوامبر به بزرگ‌ترین اتاق تمیز مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در گرین‌بلت مریلند که رصدخانه رومن ساخته می‌شود، تحویل داده شد.

تلسکوپ نوری رومن آماده شد

این تلسکوپ نوری قرار است نور کیهانی (طیف مرئی و فروسرخ) را متمرکز کرده و به ابزارهای رومن ارسال کند تا با تحلیل آنها میلیاردها جرم پراکنده در فضا-زمان آشکار شود. سپس اخترشناسان با استفاده از دوربین فروسرخ 300 مگاپیکسلی رومن که دستگاه میدان وسیع نام دارد، کیهان را از لبه‌های منظومه شمسی ما تا مرز قابل‌مشاهده کیهان بررسی خواهند کرد.

دانشمندان همچنین از ابزار کُروناگراف (تاج‌نگار) رومن برای تصویربرداری دقیق از سیارات و دیسک‌های غبارآلود پیرامون ستاره‌ها استفاده خواهند کرد. این ابزار ابتدا در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا طراحی، ساخته و آزمایش شد. سپس برای نصب روی رومن به مرکز گادرد رفت.

(کروناگراف ابزاری اپتیکی برای مشاهده تاج نوری ستارگان است. این ابزار با مسدودکردن نور ستاره با استفاده از دیسک سیاه کوچک که وسط تصویر ستاره قرار می‌گیرد، امکان مشاهده تاج و پدیده‌های اطراف آن را فراهم می‌کند.)

مجموعه تجهیزات اپتیکی شامل این تلسکوپ نوری، دوربین فروسرخ و کروناگراف، قرار است روی سازه حامل تجهیزات رومن نصب شوند. این سازه تجهیزات را به‌صورت اپتیکی هم‌راستا نگه خواهد داشت.

«بنت اِیگ‌هولم»، سرپرست اپتیک مجموعه تلسکوپ نوری رومن در گادرد می‌گوید: «ما تلسکوپی درجه‌یک داریم که به‌خوبی تنظیم شده و عملکرد اپتیکی فوق‌العاده‌ای در دماهای سرد فضا خواهد داشت. اکنون مشتاقانه منتظر مرحله بعدی هستم که در آن تلسکوپ و سایر ابزارها کنار هم قرار می‌گیرند تا رصدخانه رومن را تشکیل دهند.»

عملکرد این تلسکوپ نوری کیفیت مأموریت رومن را تعیین خواهد کرد

این تلسکوپ نوری را شرکت L3Harris Technologies در راچستر نیویورک طراحی و ساخته است و شامل ادوات اپتیکی مهمی، ازجمله 10 آینه اولیه است که دفتر ملی شناسایی (National Reconnaissance Office) در اختیار ناسا قرار داده است. این آینه‌ها قرار است نور را با دقت بسیار بالایی به ابزارهای رومن هدایت کنند.

تیم L3Harris این آینه‌ها را به‌ گونه‌ای ترکیب کرده که تلسکوپ نوری با مشخصات رومن با تصویربرداری دقیق و گسترده فروسرخ مطابقت داشته باشد. «جاش ایبل»، مهندس ارشد سیستم‌های مونتاژ تلسکوپ نوری در گادرد، می‌گوید:

«این تلسکوپ پایه و اساس تمام علومی است که رومن انجام می‌دهد؛ بنابراین طراحی و عملکرد آن یکی از بزرگ‌ترین عوامل در بررسی مأموریت محسوب می‌شود.»

طراحی و عملکرد این تلسکوپ نوری تا حد زیادی کیفیت نتایج مأموریت را تعیین خواهد کرد؛ بنابراین فرایندهای ساخت و آزمایش باید بسیار دقیق انجام شوند. در همین راستا، تیم گادرد به‌دقت با L3Harris همکاری کرده تا اطمینان حاصل شود الزامات سختگیرانه رعایت شده و تلسکوپ نوری به‌خوبی با سایر بخش‌های رصدخانه رومن یکپارچه خواهد شد.

آزمایش کیفیت ادوات اپتیکی

به گفته مهندسان، هر قسمت اپتیکی این مجموعه قبل از مونتاژ، آزمایش و ارزیابی سپس همه اجزای آن در کنار هم بررسی شده‌اند. این آزمایش‌ها با این هدف انجام شدند تا اطمینان حاصل شود وقتی تلسکوپ در فضا به دمای عملیاتی می‌رسد، تنظیمات آینه‌های تلسکوپ به‌درستی تغییر می‌کند.

همچنین مهندسان مطمئن شدند اجزای کوچکی به نام محرک‌ها که برخی از آینه‌ها را تنظیم خواهند کرد، به‌درستی حرکت می‌کنند.

در مرحله بعدی، آزمایش‌هایی روی تلسکوپ انجام شد که لرزش و امواج صوتی شدید هنگام پرتاب را شبیه‌سازی می‌کرد. علاوه‌براین، مهندسان مقدار گازهایی را که هنگام انتقال از فشار هوای معمولی به خلأ آزاد می‌شوند، به‌دقت اندازه‌گیری کردند.

این گازها همان بوی باروت یا فلزی است که فضانوردان قبلاً گزارش کرده بودند. اگر این گازها دقیق کنترل نشوند، ممکن است تلسکوپ یا ابزارها را آلوده کنند.

درنهایت، مجموعه تلسکوپ نوری یک ماه تحت آزمایش خلأ حرارتی قرار گرفت تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند شرایط دما و فشار فضا را تحمل کند. مهندسان تلسکوپ را در شرایط عملیاتی سرد زیر نظر گرفتند تا مطمئن شوند دمای تلسکوپ تا اندازه مناسبی ثابت می‌ماند. همچنین حدود ۱۰۰ هیتر روی تلسکوپ نصب شده‌ تا تمامی اجزای آن را در دمای پایدار نگه دارند.

ثابت نگه‌داشتن دما باعث می‌شود تلسکوپ در فوکوس پایدار باقی بماند و تصاویری با وضوح بالا ثبت کند.

به گفته «کریستین کاتینگهم»، سرپرست حرارتی تیم تلسکوپ نوری رومن در گادرد، طراحی و ساخت سیستمی که دما را با این دقت ثابت نگه دارد، بسیار دشوار است: «[این] تلسکوپ عملکردی استثنایی داشت.»

«جِی. اسکات اسمیت»، مدیر این تلسکوپ، می‌گوید:

«به تیم بابت این دستاورد فوق‌العاده تبریک می‌گویم! تکمیل تلسکوپ پایان سفر شگفت‌انگیز این تیم است درعین‌حال فصلی از ساخت رومن محسوب می‌شود. این تیم فناوری پیشرفته‌ای در اختیار داشته و تخیلات کسانی را که رؤیای کاوش در ستارگان را در سر دارند، شعله‌ور کرده است.»

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن یکی از پروژه‌های پیشرفته ناسا است که برای کشف اسرار کیهانی طراحی شده. این تلسکوپ با میدان دیدی حداقل 100 برابر بزرگ‌تر از تلسکوپ فضایی هابل، می‌تواند بخش‌های وسیع‌تری از آسمان را با وضوح و حساسیت بالا مشاهده کند.

هدف اصلی این مأموریت بررسی پدیده‌هایی همچون انرژی تاریک، ماده تاریک و سیارات فراخورشیدی است. دوربین رومن به نور مرئی و فروسرخ بسیار حساس خواهد بود.

در تلسکوپ رومن، مسیر نور از چندین قطعه اپتیکی شامل فیلترهایی که به طول موج‌های خاصی از نور اجازه عبور می‌دهند و منشوری که نور را تجزیه می‌کند، عبور داده می‌شود. سپس نور به‌سمت مجموعه 18 آشکارساز که هرکدام شامل 16 میلیون پیکسل است، هدایت می‌شود. تعداد زیاد آشکارسازها و پیکسل‌ها میدان دید وسیعی فراهم می‌کنند.

آشکارسازها در دمای منفی 300 درجه فارنهایت (منهای 184 درجه سانتیگراد) نگه داشته خواهند شد تا حساسیت به جهان فروسرخ را افزایش دهند.

درنهایت، طیف نهایی تجزیه‌وتحلیل می‌شود تا اطلاعاتی درمورد جرمی که نور ساطع کرده، آشکار کند. تلسکوپ رومن سالانه حدود 100 هزار عکس خواهد گرفت. اگر قرار بود این کار را تلسکوپ هابل و جیمز وب انجام دهند، به زمانی بیشتر از تمام عمر ما نیاز داشتند!

پروژه تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن تحت مدیریت مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در گرین‌بلت، مریلند قرار دارد و با مشارکت آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا و Caltech/IPAC در جنوب کالیفرنیا، مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور و تیم علمی شامل دانشمندانی از مؤسسات تحقیقاتی مختلف انجام می‌شود. این پروژه در مرحله آماده‌سازی نهایی است و قرار است مه ۲۰۲۷ پرتاب شود.