Koronograf pro chystaný Nancy Grace Roman Space Telescope bude studovat planety, které obíhají kolem cizích hvězd. Jeho správné sestavení proto není nic snadného a vyžaduje doslova choreograficky sladěné postupy. Vědci již objevili více než 5 000 exoplanet, tedy planet, které obíhají mimo naši Sluneční soustavu. S tím, jak se nezadržitelně rozvíjí technologie pro studium těchto světů, bude jednou možné, aby vědci na exoplanetách, jejichž velikost, složení a teploty připomínají Zemi, pátrali po stopách života. K tomu však budou experti potřebovat nové nástroje – jako je třeba koronograf pro již zmíněný dalekohled Nancy Grace Roman Space Telescope. Jeho úkolem je šikovně blokovat světlo od vzdálených hvězd, které bude dalekohled pozorovat, aby mohli vědci lépe vidět planety, které kolem těchto hvězd obíhají. Bude tak možné demonstrovat technologie potřebné pro případné studie obyvatelnosti exoplanet při budoucích misích.

Filtry koronografu pro Nancy Grace Roman Space Telescope. Každý filtr blokuje veškeré záření až na jednu specifickou barvu (vlnovou délku). Některé filtry vypadají černě, ale to je jen proto, že se díváme ve viditelném světle. Tyto filtry jsou určeny pro vlnové délky infračerveného záření.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Tým zodpovědný za koronograf již dokázal navrhnout a vytvořit díly pro tento přístroj, který se řadí mezi naprostou technologickou špičku. Nyní je potřeba složit všechny dílky dohromady a začít testovat, zda vše funguje tak, jak má. „Je to jako když se všechny malé potůčky postupně spojí dohromady a na konci z nich vznikne řeka,“ popisuje Jeff Oseas, manažer pro dodání optického subsystému koronografu z Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii. Právě zde nedávno celý proces začal a potrvá více než jeden rok. Po dokončení bude koronograf odeslán na Goddardovo středisko v marylandském Greenbeltu, kde dojde k jeho integraci do samotného těla teleskopu.

Maska ohniskové roviny pro Nancy Grace Roman Space Telescope pro blokování světla hvězd a odhalení slabých planet. Každá kruhová výseč obsahuje několik masek, což jsou pečlivě navržené opticky neprůhledné překážky blokující světlo hvězd. Některé masky mají průměr srovnatelný s průměrem lidského vlasu.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Proces skládání a testování koronografu vede Gasia Bedrosian, která říká, že ačkoliv integrace a testy jsou z technického hlediska posledními kroky při stavbě přístroje, jsou vlastně součástí celého procesu už od samotného začátku. V roce 2018 začala Bedrosian se svým týmem pracovat na souboru plánů sestavování něčeho, co ještě nikdy nikdo nepostavil. Experti pod jejím vedením strávili další dva roky konzultacemi s odborníky z různých oborů, z nichž někteří jsou i členy týmu, aby postupně rozebírali, hodnotili a případně upravovali plán. Cílem bylo, aby se všechny části dostaly na své místo včas a ve správném pořadí. Sama NASA tento postup přirovnává k velmi dobře nacvičenému baletnímu vystoupení, které však vyžaduje těžké jeřáby, lasery a vakuové komory o velikosti autobusů.

Agentura NASA přirovnává tvar a rozměry budovaného koronografu k dětskému pianu. Samotný přístroj je tvořen dvěma hlavními částmi usazenými na sobě – optickou lavicí a paletou s elektronikou přístroje. Z těchto dvou částí je citlivější optická lavice tvořená 64 samostatnými prvky jako jsou zrcadla a filtry pro odstranění co možné největšího procenta svitu hvězdy bez utlumení svitu planety. Tento přístup k hledání a studování exoplanet se nazývá přímé zobrazení a očekává se, že půjde o nejlepší metodu ke studiu atmosfér a povrchových útvarů na kamenných světech jako je Země. Některé optické prvky koronografu jsou přitom tak drobné, že je pouhým okem stěží spatříte.

Inspekce rychle pohyblivého zrcátka. Jeho úkolem bude provádět drobné pohyby kompenzující drobné „vrtění“ teleskopu. Přístroj musí být v absolutním klidu, aby mohl detekovat světlo ke vzdálených exoplanet.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Spodní vrstvu tvoří již zmíněná paleta, která ukrývá elektroniku. Ta přijímá signály z nadřízených systémů teleskopu a opačným směrem posílá vědecká data nasbíraná koronografem. Elektronika ale také řídí mechanické členy optické lavice, ale i topná tělíska v přístroji. O usazení optické lavice na elektronickou paletu se postará jeřáb. Jelikož na sebe musí obě části dosednout s přesností na zlomky milimetru, bude tým používat pro přesné zarovnání obou částí lasery, přičemž tento proces má podle očekávání zabrat 4 dny.

Týmy zodpovědné za integraci a testy budou často využívat 3D modely přístroje, aby bylo možné lépe naplánovat další postupy, ale nic se nemůže vyrovnat tomu, když daný objekt vidíte ve skutečném prostředí. Právě proto experti využili náhlavní sadu pro rozšířenou realitu, aby umožnili uživatelům vidět virtuální projekci 3D modelu a běžný svět kolem něj. Ostatně tuto náhlavní sadu používá i tým zodpovědný za marsovské vozítko Curiosity, aby experti viděli 3D marsovský terén, po kterém rover jezdí. „Hodně nám to pomohlo,“ přiznává Bedrosian a dodává: „Mohli jsme získat představu o tom, jak těžký by byl přístup v určitých fázích integrace tak, že jsme si doslova lehli na podlahu a viděli jsme, jak se pod přístroj dostat. Ukázalo nám to, kdy bude výhodné zvednout celý přístroj jeřábem, nebo zda budeme potřebovat specializovaný nástroj, abychom mohli pracovat pod tímto konkrétním úhlem. Pomohlo to upravit mnoho našich plánů, které jsou teď bezpečnější a jednodušší.“

Optická lavice – jedna ze dvou hlavních částí koronografu pro Nancy Grace Roman Space Telescope. Světlo zachycené teleskopem je vedeno souborem čoček, filtrů a dalších členů, které společně utlumí světlo hvězdy a umožní projít světlu z planet, které kolem hvězdy obíhají.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Po sestavení čeká na koronograf série testů, mezi kterými nechybí ani téměř měsíc dynamických testů, které budou simulovat let rakety do vesmíru. Poté bude přístroj uložen do vakuové komory, která napodobuje kosmické prostředí. Tady se ověří, že přístroj správně funguje a zůstává optimálně opticky zarovnán. „Je fascinující sledovat, jak se všechny kousky začínají skládat dohromady,“ přiznává Bedrosian a dodává: „Je to určitě opožděné uspokojení, protože jsme se tak dlouho připravovali. Ale teď, když jsme tu a členové mého týmu mluví o příchodu hardwaru, slyším v jejich hlasech vzrušení.“

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/e2b-pia25435-engineers-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/1-pia25436-1-roman-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/2-pia25438-2-roman1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/3-pia25437-3-roman-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/e2a-pia25439-1041.jpg