آینه‌ی اصلی تلسکوپ فضایی نانسی رومن کامل شد

ناسا در مسیر توسعه‌ی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن (Nancy Grace Roman Space Telescope) گام مهم دیگری برداشت و موفق شد آینه‌ی اصلی آن را کامل کند.

یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر تلسکوپ آینه‌ی آن است که نقشی اساسی در جمع‌آوری نور دارد. آینه‌ی تلسکوپ‌های فضایی به دلیل دشوار بودن دسترسی برای تعمیرات، نیاز به دقت بسیار بالاتری در هنگام ساخت دارند و به همین دلیل روند تولید آن‌ها زمان‌بر است. از جمله آینه‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب که تولید آن چندین سال طول کشید. اما زمان ساخت آینه‌ی ۲٫۴ متری تلسکوپ رومن کمتر از دیگر آینه‌ها بود. زیرا از ابتدا ساخته نشد، بلکه از دفتر شناسایی ملی (National Reconnaissance Office) آمریکا آورده و مجدد پردازش شده است.

این آینه نور اجرام کیهانی را از نقاط دور و نزدیک جمع‌آوری و متمرکز می‌کند و تلسکوپ رومن به کمک آن می‌تواند مناظری خیره‌کننده با میدان دیدی ۱۰۰ برابر گسترده‌تر از هابل ثبت کند.

رومن از میان گرد و غبار فضای میان‌ستاره‌ای، به دقت بخش‌های وسیعی از فضا و زمان را به کمک نور فروسرخ که چشم انسان قادر به دیدن آن نیست، مطالعه خواهد کرد. جزئیات بیشتر مستقیما به اندازه‌ی آینه‌ی تلسکوپ مرتبط است، زیرا سطح بزرگتر، نور بیشتری را جمع می‌کند و ویژگی‌های ظریف‌تری را اندازه می‌گیرد.

طرح گرافیکی تلسکوپ فضایی رومن
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

اگرچه عرض آینه‌ی تلسکوپ رومن مانند تلسکوپ هابل است اما با توجه به پیشرفت‌های بسیار فناوری، تنها یک چهارم آینه‌ی هابل یعنی ۱۸۶ کیلوگرم وزن دارد. این آینه‌ی اصلی در هماهنگی با ابزارهای اپتیکی دیگر، نور را به دو ابزار علمی تلسکوپ شامل «ابزار میدان باز» و «کروناگراف» (تاج‌نگار) می‌فرستد.

ابزار میدان دید باز (WFI) یک دوربین غول‌پیکر ۳۰۰ مگاپیکسلی است که تصاویری با وضوح بالا مشابه هابل اما از میدان دیدی تقریبا ۱۰۰ برابری ارائه می‌دهد. با استفاده از این ابزار دانشمندان می‌توانند ساختار و شیوه‌ی توزیع ماده‌ی تاریک نامرئی را نقشه‌برداری کنند، به مطالعه‌ی سامانه‌های سیاره‌ای اطراف ستاره‌های دیگر بپردازند و چگونگی تکامل جهان به آنچه امروز هست را کشف نمایند.

تاج‌نگار (Coronagraph) هم با فناوری خود تابش خیره‌کننده‌ی ستاره‌ها را مسدود می‌کند و به اخترشناسان امکان می‌دهد تا از سیارات پیرامون آن‌ها به طور مستقیم تصویربرداری کنند. اگر فناوری تاج‌نگار تلسکوپ فضایی رومن همان‌طور که انتظار می‌رود کار کند، می‌توان سیاره‌های فراخورشیدی را دید که تقریبا ۱ میلیارد برابر کم‌نورتر از ستاره‌ی میزبان خود هستند و امکان بررسی جزئی‌تر سیارات غول‌پیکر اطراف دیگر ستاره‌ها را هم فراهم می‌کند. همچنین دانشمندان امیدوارند که به کمک این تلسکوپ بتوانند شمار زیادی سیاره‌ی بی‌ستاره کشف کنند.

تلسکوپ فضایی رومن از نقطه‌ای در فاصله‌ی ۱٫۵ میلیون کیلومتری زمین و در جهت مقابل خورشید رصد خواهد کرد. شکل بشکه-مانند تلسکوپ رومن، به جلوگیری از ورود نور ناخواسته‌ی خورشید، زمین و ماه کمک می‌کند و فاصله‌ی دور آن موجب خنک نگه داشتن آن می‌شود که برای تشخیص پرتوهای فروسرخ ضعیف الزامی است.

آینه‌ی تلسکوپ رومن، با یک لایه‌ی بسیار نازک نقره پوشانده شده است تا توانایی بازتاب پرتوی فروسرخ را داشته باشد. ضخامت این لایه ۴۰۰ نانومتر است که ۲۰۰ برابر نازک‌تر از قطر موی انسان است. مانند همه‌ی آینه‌های پیشرفته، این آینه هم به طور دقیق پرداخت شده است و ارتفاع برجستگی‌هایی که ممکن است در سطح آینه وجود داشته باشد، به طور متوسط تنها حدود ۱٫۲ نانومتر است.

سطح آینه‌ی اصلی تلسکوپ فضایی رومن
Credit: L3Harris Technologies

اگر آینه به اندازه‌ی کره‌ی زمین بود، بلندترین این برجستگی‌ها تنها ۶٫۳۵ میلی‌متر (یک چهارم اینچ) ارتفاع داشت. به گفته‌ی ناسا این صافی سطح دو برابر بیش از چیزی است که برای مأموریت رومن مورد نیاز است. به گفته‌ی «بانی پترسون» (Bonnie Patterson) مدیر برنامه‌ی مؤسسه‌ی فناوری L3Harris، چنین دقتی باعث می‌شود مزایای علمی تلسکوپ بیش از برنامه‌ریزی ابتدایی باشد.

قرار است آینه‌ی اصلی برای ادامه‌ی مراحل ساخت تلسکوپ بر روی پایه‌های مخصوص در مؤسسه‌ی فناوری L3Harris مستقر شود. پیش از این آزمایش‌های گوناگونی در سرما و دمای محیط بر روی آن انجام شده است. اکنون آزمایش‌های تازه به همراه سازه‌ی پشتیبان آن صورت می‌گیرد.

گفتنی است پروژه‌ی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن توسط مرکز فضایی گادرد ناسا و با همکاری آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL)، مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech/IPAC)، مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی و تیمی علمی از پژوهشگران سراسر آمریکا مدیریت می‌شود. پرتاب و راه‌اندازی این تلسکوپ نقشه‌برداری میدان باز فروسرخ که به افتخار ستاره‌شناس آمریکایی و یکی از نخستین مدیران زن ناسا نامگذاری شده، برای سال ۲۰۲۵ برنامه‌ریزی شده است.

عکس کاور: پایان ساخت آینه‌ی اصلی تلسکوپ فضایی رومن

Credit: L3Harris Technologies

منابع: NASA, Universe Today