گام بزرگ در تکمیل ساخت تلسکوپ فضایی نسل بعدی ناسا برداشته شد

مجموعه اپتیکی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن شامل آینه‌های اصلی و ثانویه به محل مونتاژ این رصدخانه تحویل داده شد.
دانشمندان مسئول ساخت تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» ناسا، می‌گویند به دستاوردی مهم در زمینه‌ی ساخت این رصدخانه دست یافته‌اند. نانسی گریس رومن، تلسکوپ فضایی نسل بعدی است که قصد دارد به پرسش‌های مهم درباره‌ی ماده تاریک، سیارات فراخورشیدی و اخترفیزیک فروسرخ پاسخ دهد.

اوایل نوامبر، مجموعه اپتیکی تلسکوپ (OTA) که یکی از اجزای کلیدی نانسی گریس رومن محسوب می‌شود، از «راچستر»، نیویورک، جایی که توسط شرکت «ال۳هریس» طراحی و ساخته شده بود، به «مرکز پرواز فضایی گادرد» ناسا در «گرین‌بلت» مریلند تحویل داده شد.

مجموعه اپتیکی شامل آینه‌ای اصلی با فناوری پیشرفته است که برای جذب و متمرکز کردن نور ضعیف فروسرخ از کیهان دور طراحی شده و همچنین ۹ آینه دیگر را دربرمی‌گیرد که با دقت مهندسی شده‌اند. مجموعه اپتیکی به همراه تکیه‌گاه‌های ساختاری و الکترونیک پیشرفته‌اش به‌عنوان «چشم تلسکوپ» عمل خواهد کرد و امکان مشاهدات پیشگامانه را برای کشف رازهای جهان، فراهم می‌کند.

تحویل چشم تلسکوپ، گامی حیاتی در راستای راه‌اندازی تلسکوپ فضایی رومن به شمار می‌آید. انتظار می‌رود این تلسکوپ درک ما از کیهان را گسترش دهد و مطالعه انرژی تاریک، شکل‌گیری کهکشان‌ها و منظومه‌های سیاره‌ای فراتر از منظومه شمسی را متحول کند.

تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، کاری را که تلسکوپ فضایی هابل با صدها تصویر انجام می‌دهد تنها با یک تصویر انجام خواهد داد

«اسکات اسمیت»، مدیر مسئول مونتاژ تلسکوپ در ناسا به اسپیس‌دات‌کام گفت: «پروژه‌هایی مانند این، از هر جنبه‌ای دارای برتری هستند. زیرا انگیزه برای رسیدن به کمال، هنگام ساخت و ارائه تلسکوپ فضایی که مرزهای مهندسی را برای پاسخ به سوالات علمی غیرممکن جابه‌جا خواهد کرد، تشدید می‌شود.»

رومن از ابزار رصدی پیشین خود، یعنی «تلسکوپ فضایی هابل»، پیشی خواهد گرفت و توانایی‌های پیشرفته‌تری برای بررسی آسمان در مقیاس بزرگ خواهد داشت.

اسمیت با اشاره به «تلسکوپ فضایی جیمز وب» ناسا، که با هزینه‌ی ۱۰ میلیارد دلار در دسامبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد، گفت: «دقیقاً مانند یک تلفن همراه که دارای چندین دوربین برای ثبت تصاویر با زاویه‌ی وسیع و زوم‌شده است، تلسکوپ‌های وب و رومن با هم کار خواهند کرد تا به بررسی جهان ما از دیدگاه‌های مختلف بپردازند. تکنولوژی و قابلیت‌های علمی رومن همچنین به‌عنوان گام حیاتی بعدی در راستای ساخت «رصدخانه جهان‌های سکونت‌پذیر‌» عمل خواهد کرد؛ تلسکوپی که درک ما از جهان را افزایش و جست‌وجوی سیارات دارای شرایط مناسب برای پشتیبانی از حیات را پیشرفت می‌دهد.»
رومن به ابزار میدان وسیعی مجهز شده است که شامل یک دوربین فروسرخ ۳۰۰ مگاپیکسلی است؛ بنابراین قادر خواهد بود ناحیه وسیع‌تری از آسمان شب را پوشش دهد. علاوه‌براین، این تلسکوپ به گونه‌ای طراحی شده است که در دماهای بسیار پایین کار کند، درنتیجه نویز داخلی را کاهش می‌دهد و تشخیص اشیاء کم‌نور و دور را آسان می‌کند.

اسمیت توضیح داد: «میدان دید وسیع به رصدخانه این امکان را می‌دهد تا آنچه را که هابل برای جمع‌آوری آن نیاز به چند صد تصویر دارد، در یک تصویر جمع‌آوری کند. این کاربرد، با توجه به سرعتی که رصدخانه رومن در شکار اهداف جدید دارد، کارایی بیشتری را فراهم می‌آورد.»

یکی از اهداف تلسکوپ رومن، بررسی نواحی وسیع در عرض‌های بالا در مدت زمان کمی بیش از هفت ماه است. دوربین این تلسکوپ قادر است در این مدت ۲۰۰۰ درجه مربع (حدود ۵ درصد از آسمان) را پوشش دهد. برای تلسکوپ‌های هابل یا وب صدها سال طول می‌کشد تا چنین ناحیه بزرگی از آسمان را تصویربرداری کنند.

تاج‌نگار تلسکوپ نیز که قبلاً نصب شده است، این امکان را فراهم می‌کند تا نور درخشان ستاره‌ها مسدود شوند و بدین ترتیب مشاهده‌ی مستقیم اجرام کم‌نور مانند سیارات فراخورشیدی و کهکشان‌های دور با وضوح بیشتری ممکن شود.

طراحی و عملکرد مونتاژ، نقش مهمی در تعیین کیفیت نتایج مأموریت ایفا می‌کند و فرآیندهای تولید و آزمایش باید به شدت دقیق باشند. دستیابی به موفقیت در چنین پروژه پیچیده‌ای نیازمند هماهنگی بی‌نقص عناصر متعدد، با وجود چالش‌های اجتناب‌ناپذیر احتمالی است.

تلسکوپ تحت آزمایش خلاء حرارتی یک‌ماهه بوده تا دانشمندان مطمئن شوند که قادر به تحمل دما و فشار محیط فضا است

اسمیت گفت: «موفقیت به هماهنگی کامل میلیون‌ها عنصر نیاز دارد، اما این کار توسط افراد و ماشین‌ها انجام می‌شود که هر دو ذاتاً ناقص هستند. خطای انسانی، حوادث و خرابی‌های مکانیکی واقعیت‌های اجتناب‌ناپذیری هستند که باید با آنها کنار بیاییم. اما همه‌چیز فقط به جلوگیری از اشتباهات بستگی ندارد، بلکه به نحوه واکنش و بهبودی در هنگام وقوع آنها نیز وابسته است. اینجاست که تیم ما واقعاً درخشان عمل کرد.»

برای کاهش احتمال خطا، هر جزء قبل از مونتاژ آزمایش شد. سپس کل تلسکوپ تحت آزمایش‌های سختگیرانه‌ای قرار گرفت. این آزمایش‌ها برای شبیه‌سازی لرزش‌ها و ارتعاشات شدید ناشی از پرتاب طراحی شده بودند تا اطمینان حاصل شود که تلسکوپ در مدار موردنظر خود سالم به مقصد می‌رسد و به درستی عمل می‌کند.

ناسا گزارش می‌دهد که تلسکوپ تحت آزمایش خلاء حرارتی یک‌ماهه بوده تا دانشمندان مطمئن شوند که قادر به تحمل دما و فشار محیط فضا است و در عین حال دمای خود را در حد کسری از درجه حفظ کند. این یعنی تلسکوپ قادر به حفظ فوکوس ثابت برای ثبت تصاویر با کیفیت بالا است.

گام‌های بعدی شامل ادغام مجموعه اپتیکی در ابزار حامل رومن است که اسکلت ساختاری رصدخانه محسوب می‌شود. به گفته تیم، آنها همچنان در مسیر پرتاب تلسکوپ در اوایل سال ۲۰۲۷، برفراز موشک «فالکون هوی» اسپیس ایکس قرار دارند.