تلسکوپ فضایی رُمن ناسا، چشم شکار سیارات خود را گشود

تلسکوپ فضایی رُمن ناسا برای اولین بار کورونوگراف شکار سیارات خود را به سوی کیهان گشود. Credit: NASA; background by AI/ScienceDaily.com

ابزار اصلی علمی رُمن، ابزار میدان گسترده، شامل ۱۸ آشکارساز است. مهندسان یک بخش کوچک از هر آشکارساز را برای نظارت سریع بر یک ستاره راهنما - ستاره‌هایی که موقعیت آنها از قبل با دقت بالایی مشخص شده است - تعیین کردند.

ابتدا سیستم کنترل نگرش رُمن، فضاپیما را به سمت ناحیه صحیح آسمان نشانه می‌گیرد. سپس سیستم راهنمای دقیق به طور مداوم موقعیت ستاره‌های مرجع را ردیابی می‌کند و اطلاعاتی را ارائه می‌دهد که به رصدخانه کمک می‌کند تا حرکات کوچک را در طول یک نوردهی اصلاح کند. بدون این تنظیمات اضافی، رُمن نمی‌تواند به اندازه کافی ثابت بماند تا واضح‌ترین تصاویر ممکن را تولید کند.

"هر مشاهده رُمن به توانایی آن برای حفظ دقت در اشاره به منطقه صحیح فضا برای مدت کافی برای جمع‌آوری یک تصویر متکی است، که می‌تواند از چند دقیقه تا چند ساعت برای یک نوردهی عمیق طول بکشد،" گفت بگویا ویلا، سرپرست سیستم‌های ابزار راهنمای رُمن در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند. "سیستم راهنمای دقیق، موقعیت ستاره‌های راهنما را حدود چهار بار در ثانیه به سیستم کنترل نگرش گزارش می‌دهد، که می‌تواند فضاپیما را کمی حرکت دهد تا در صورت لزوم هرگونه انحراف را خنثی کند. آزمایش‌های ما نشان داد که ما می‌توانیم فضاپیما را برای عملیات علمی بسیار پایدار نگه داریم: بهتر از ۱/۱۰۰۰۰۰ درجه برای نیم ساعت در هر زمان برای مشاهدات ابزار میدان گسترده یا به مدت هشت ساعت در هر زمان برای مشاهدات ابزار کورونوگراف، که به زمان بیشتری نیاز دارند. این یک لحظه بسیار هیجان‌انگیز برای تیم بود."

سطح پایداری که رُمن تاکنون نشان داده است تقریباً قابل مقایسه با نگه داشتن لیزر متمرکز بر روی یک سکه یک سنتی ایالات متحده از حدود ۲۴۰ کیلومتری است. مهندسان انتظار دارند با ادامه تنظیم سیستم راهنما، این عملکرد را حتی بیشتر بهبود بخشند. اگر به هدف خود برسند، همان مقایسه به حدود ۳۷۰ کیلومتر خواهد رسید.

یک روش جدید برای راهنمایی یک تلسکوپ فضایی

رُمن همچنین یک شکل راهنمایی را آزمایش می‌کند که قبلاً به این روش استفاده نشده است.

"رُمن ابزار راهنمای جداگانه‌ای ندارد، مانند سایر تلسکوپ‌های فضایی. به جای ردیابی فقط ظاهر نقطه مانند یک ستاره، آن را بر اساس الگوهای طول موج دقیق به نام طیف راهنمایی می‌کند. از آنجایی که رُمن از قبل برای اندازه‌گیری طیف‌ها برای علم مجهز شده است، می‌تواند از همان اطلاعات برای تعیین دقیق موقعیت تلسکوپ استفاده کند. ما مشتاق هستیم تا این حالت راهنمایی طیفی را در هفته‌های آینده تأیید کنیم."

طیف‌ها حاوی اطلاعاتی در مورد نحوه توزیع نور یک شیء در طول طول موج‌های مختلف هستند. رُمن در حال حاضر برای جمع‌آوری این اطلاعات برای مشاهدات علمی طراحی شده است و به مهندسان اجازه می‌دهد تا از همان قابلیت برای کمک به تعیین و حفظ موقعیت دقیق تلسکوپ استفاده کنند.

کورونوگراف رُمن نور کیهانی را می‌بیند

در ۲۲ و ۲۷ سپتامبر، تیم یک گام فراتر رفت و سیستم راهنمای دقیق را همراه با ابزار کورونوگراف رُمن آزمایش کرد. کورونوگراف برای نشان دادن فناوری‌های پیشرفته‌ای طراحی شده است که نور درخشان ستارگان را سرکوب می‌کند تا دانشمندان بتوانند سیارات کم‌نورتر و دیسک‌های گرد و غبار در اطراف ستارگان نزدیک را مطالعه کنند.

"کورونوگراف رُمن همچنین فرآیند پایداری داخلی خود را دارد و آن را بسیار پایدارتر از ابزار میدان گسترده می‌کند،" ویلا گفت.

این پایداری اضافی برای مشاهدات کورونوگراف ضروری است. حتی لرزش‌ها یا خطاهای جزئی در اشاره می‌توانند باعث نشت نور ستاره‌ای ناخواسته به داخل یک تصویر و غلبه بر سیارات بسیار کم‌نورتری شوند که دانشمندان امیدوارند آنها را شناسایی کنند.

کورونوگراف در ۱ سپتامبر بیدار شد و اندام‌های دیجیتال، الکترونیکی و مکانیکی خود را در اواسط ماه کشید. پس از تأیید اینکه سیستم راهنمای دقیق رُمن می‌تواند ابزار را پایدار نگه دارد، تیم بر روی آن تمرکز کرد و به کورونوگراف اجازه داد تا اولین نگاه مقدماتی خود را به فضا بیاندازد. این مشاهدات اولیه به دانشمندان کمک می‌کند تا قبل از شروع آزمایش‌های پیچیده‌تر، ابزار را اصلاح کنند.

"این مشاهده تأیید می‌کند که ابزار می‌تواند یک تصویر متمرکز تولید کند،" گفت ونسا بیلی، دانشمند ابزار کورونوگراف رُمن در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا. "این یک آزمایش محدود است که فرآیندی روشمند از وظایف پیچیده‌تر را آغاز می‌کند که به ما کمک می‌کند برای مشاهدات آینده ابزار آماده شویم."

اولین ستارگان در ابر بزرگ ماژلانی ظاهر می‌شوند

در طول اولین آزمایش، ابزار کورونوگراف رُمن یک ستاره کم‌نور در ابر بزرگ ماژلانی، یک کهکشان همسایه را مشاهده کرد. تصویر حاوی "نویز" اضافی بود زیرا آشکارسازهای ابزار عمداً گرم‌تر از دمای عملیاتی نهایی خود نگه داشته می‌شدند. گرم نگه داشتن آنها در این مرحله به جلوگیری از چسبیدن آلودگی به آشکارسازها کمک می‌کند.

"ما در حال لگد زدن به لاستیک‌ها بودیم و مطمئن می‌شدیم که نور از سیستم عبور می‌کند،" بیلی گفت. "گام دوم، یکشنبه، مشاهداتی بود که تأیید کرد که ما به درستی اشاره می‌کنیم. تیم آشکارسازها را برای حساسیت بیشتر خنک کرد و ما یک مکان جدید در ابر بزرگ ماژلانی را که انتظار داشتیم در یک تصویر ستارگان زیادی را ببینیم، مشاهده کردیم. و دیدیم! ما نفس راحتی کشیدیم!

این مشاهده دوم تأیید مهم دیگری را ارائه داد که رُمن به جایی که دانشمندان انتظار داشتند اشاره می‌کند و کورونوگراف می‌تواند هنگامی که آشکارسازهای آن برای حساسیت بیشتر خنک می‌شوند، ستارگان متعددی را تشخیص دهد. آزمایش‌های موفقیت‌آمیز یک گام دیگر در فرآیند راه‌اندازی ابزار به عنوان ناسا برای مشاهدات پیچیده‌تر رُمن در آینده آماده می‌شود را نشان می‌دهد.