Pozemní tým zodpovědný za teleskop Nancy Grace Roman od agentury NASA dokončil maraton aktivit spojených s jemným laděním zraku observatoře a pokračuje v přípravách hlavního vědeckého přístroje na rutinní provoz. „Všechny přehlídky oblohy prováděné teleskopem Nancy Grace Roman budou spoléhat na přístroj Wide Field Instrument,“ uvádí Dave Hickey, systémový inženýr přístroje WFI z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu, a dodává: „Mnoho hlavních úkolů mise, jako je studium temné hmoty a temné energie, by bez něj nebylo možné splnit. Vidět, že pracuje správně, je fascinující a zároveň je to pro nás ohromná úleva.“

Od chvíle, kdy byl v září přístroj WFI aktivován, prováděl pozemní tým sérii testů, které měly prověřit jednotlivé komponenty jak samostatně, tak ve vzájemné součinnosti. Nejprve inženýři zkontrolovali 18 detektorů o velikosti samolepicího poznámkového lístku, jaké si lidé lepí třeba na lednici, a veškerou jejich elektroniku. Teprve poté přešli k filtrovému kolu – mechanismu obsahujícímu filtry a další optické prvky, které k detektorům propouštějí záření o vybraných vlnových délkách nebo je rozkládají na jednotlivé „barvy“.

Poté inženýři obrátili pozornost k LED diodám v kalibračním systému. Jde o světelné zdroje různých barev s přesně nastavitelným jasem, které lze ovládat ze Země. Tyto prvky jsou navrženy k měření reakcí detektorů na různé intenzity světla a ke korekci případných odchylek v jejich citlivosti.

Tým otestoval také mechanismus pro korekci polohy a poté jej vysunul do polohy, která měla podle předpokladů zajistit nejlepší zaostření. Při startu byl totiž zasunutý v poloze mimo zaostření. Nakonec inženýři provedli testy systému tepelné regulace a ujistili se, že udržuje jednotlivé komponenty na požadovaných teplotách. „Kalibrace přístroje je jako ladění piana či kytary před koncertem,“ říká Maxime Rizzo, systémový inženýr přístroje WFI z Goddardova střediska, a dodává: „Všechno upravujete tak dlouho, dokud to není přesně podle vašich představ. Potom už nastavení neměníte, aby přístroj při používání fungoval stále stejně.“

Mezitím další tým pracoval na co nejpřesnějším zaostření teleskopu. „Optické vlastnosti teleskopu byly vynikající ještě předtím, než jsme začali dolaďovat vzájemné polohy všech zrcadel a dalších optických prvků. Vděčíme za to mimořádné přípravné práci na Zemi před startem,“ říká Matthew Bolcar, vedoucí optických systémů teleskopu Nancy Grace Roman z Goddardova střediska, a dodává: „Díky všem testům a modelování, které provedlo Goddardovo středisko a dodavatelské firmy L3Harris a BAE Space and Mission Systems, nám stačilo provést jen drobné korekce, abychom dosáhli téměř dokonalého seřízení celé optiky.“

Taková přesnost je důležitá, protože je obtížné předem odhadnout, jak přesně se jednotlivé komponenty posunou během startu (který se uskutečnil 30. srpna) a následně v kosmickém prostoru. „Při pozemních zkouškách jsme nemohli přesně napodobit podmínky, kterým měl teleskop Nancy Grace Roman čelit v kosmickém prostoru, například stav mikrogravitace,“ vysvětluje Bolcar a dodává: „Existují také drobné rozdíly v kolísání teplot a úrovni vlhkosti. Navzdory těmto výzvám nedávné vyhodnocení ukázalo, že naše pozemní zkoušky byly velmi přesné. Oba palubní vědecké přístroje totiž buď dosáhly očekávaných parametrů, nebo je dokonce překonaly.“

Když záření z pozorovaného objektu vstoupí do teleskopu, nejprve se odráží od zrcadel a dalších optických prvků v přesně naplánované choreografii. Všechny tyto prvky musí být pečlivě seřízeny, aby mohly záření zaostřit a nasměrovat do dvou vědeckých přístrojů teleskopu Nancy Grace Roman. Jelikož byla optika seřízena téměř dokonale, musel pozemní tým provést pouze nepatrné korekce. „Sekundární zrcadlo jsme posunuli jen o jednu šestnáctinu průměru lidského vlasu,“ říká Alden Jurling, inženýr optiky teleskopu Nancy Grace Roman z Goddardova střediska, a dodává: „Tato úprava změnila vzdálenost sekundárního zrcadla od primárního. Pokud bychom tuto vzdálenost zvětšili na výšku Empire State Building, pak by provedená změna zhruba odpovídala tomu, jako kdybyste na vrchol budovy položili jednu americkou jednocentovou minci.“

Tato mikroskopická úprava může mít velký dopad na vědecké výsledky mise. Snímky z palubního koronografu byly mírně rozostřené, i když ne v takové míře, jak tým očekával, a tuto vadu bylo poměrně snadné napravit. Přístroj nyní splňuje i ta nejvyšší očekávání pozemního týmu. Tým zodpovědný za koronograf bude pokračovat v kalibraci kamery a určí nejlepší nastavení deformovatelných zrcadel, než se v následujících týdnech pokusí předvést schopnost přístroje blokovat světlo hvězd.

Po jemném doladění zaostření koronografu se tým zaměřil na další kolo ladění přístroje WFI. Jeho optické parametry jsou nyní téměř o 30 % lepší, než tým kolem teleskopu Nancy Grace Roman předpokládal. Požadavek na kvalitu zobrazení stanovoval přípustnou odchylku vlnoplochy od ideálního tvaru na přibližně 90 nanometrů RMS (Root Mean Square). Tento rozměr je přibližně tisíckrát menší než průměr lidského vlasu. Tým však dosáhl ještě lepšího výsledku! Po provedení korekcí činí chyba vlnoplochy optické soustavy přístroje WFI pouze 63 nanometrů RMS. „Všechny snímky z přehlídek oblohy prováděných teleskopem Nancy Grace Roman budou ještě ostřejší, než jsme očekávali,“ říká Jurling a dodává: „Je to skvělý výsledek po letech pečlivého modelování, přesné metrologie a zkoušek.“

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1e/ROMANNewModelV8RomanStill00049.png
https://assets.science.nasa.gov/content/dam/science/missions/rst/science/LED%20Bandpass%20Properties.png
https://assets.science.nasa.gov/content/dam/science/missions/rst/science/Roman_WFI-2.jpg