التلسكوب الفضائي الروماني التابع لناسا أكثر وضوحًا مما توقعه أي شخص

لقد تجاوز تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا التوقعات بالفعل بعد أن أجرى المهندسون تعديلات دقيقة بشكل لا يصدق لتحسين رؤيته للكون. مصدر الصورة: مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا حقق التلسكوب الفضائي الروماني التابع لناسا أداءً بصريًا أفضل بنسبة 30٪ تقريبًا من المطلوب، مما يعد بمناظر واضحة بشكل مذهل للكون وأعظم أسراره. يعمل تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي التابع لناسا بشكل أفضل مما توقعه العلماء بعد أن أكمل المهندسون سلسلة واسعة من الاختبارات وتعديلات الدقة. وقد أدى هذا العمل إلى زيادة تركيز المرصد وجعل أداته الأساسية أقرب إلى العمليات العلمية المنتظمة. من اللافت للنظر أن أداة التلسكوب واسعة المجال تقدم الآن أداءً بصريًا أفضل بنسبة 30٪ تقريبًا مما كان متوقعًا. قال ديف هيكي، مهندس أنظمة الأجهزة واسعة المجال في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: “ستعتمد جميع المسوحات الشاملة التي أجراها رومان على أداة واسعة المجال”. “العديد من الأهداف الأساسية للمهمة، مثل دراسة المادة المظلمة والطاقة المظلمة، لن تكون ممكنة بدونها، لذلك من المثير والمريح للغاية أن نرى أنها تعمل بشكل جيد!” مذكرة لاصقة، جنبا إلى جنب مع الأجهزة الإلكترونية المرتبطة بها. ثم قام المهندسون بتقييم عجلة العناصر التي تحتوي على مرشحات ومكونات بصرية أخرى. تسمح هذه الأطوال الموجية المحددة من الضوء بالوصول إلى أجهزة الكشف ويمكنها فصل الضوء الوارد إلى ألوانه الفردية. وبعد ذلك جاء نظام المعايرة. قام المهندسون بتنشيط مصابيح LED الداخلية الخاصة به، والتي تنتج ألوانًا مختلفة من الضوء ويمكن ضبطها بدقة في السطوع من خلال الأوامر المرسلة من الأرض. ومن خلال قياس كيفية استجابة أجهزة الكشف لمستويات الضوء المختلفة، يمكن للفريق تحديد الاختلافات الصغيرة في الحساسية وتعويضها. كما قام الفريق بفحص آلية محاذاة الأداة ونقلها من الوضع غير المركز عمدًا المستخدم أثناء الإطلاق إلى الوضع المتوقع لتقديم أوضح الصور. وأكدت اختبارات إضافية أن نظام التحكم الحراري يمكنه الحفاظ على درجات الحرارة اللازمة لمكونات الأداة لتعمل بشكل صحيح. وقال ماكسيم ريزو، مهندس أنظمة الآلات واسعة المجال في ناسا غودارد: “إن معايرة الآلة تشبه ضبط البيانو أو الجيتار قبل حفلة موسيقية”. “يمكنك ضبط كل شيء حتى يصبح بالطريقة التي تريدها، ثم تترك الإعدادات بمفردها حتى تعمل بشكل متسق أثناء استخدامك لها.” كان التلسكوب الروماني قريبًا بالفعل من المحاذاة المثالية بينما قامت إحدى المجموعات بتقييم أداة المجال الواسع، ركزت مجموعة أخرى على تحسين المحاذاة البصرية للتلسكوب لإنتاج أوضح الصور الممكنة. “كان أداء التلسكوب ممتازًا حتى قبل أن نبدأ في ضبط محاذاة جميع المرايا والبصريات الأخرى، وذلك بفضل العمل التحضيري الاستثنائي الذي تم إنجازه على الأرض مسبقًا. قال ماثيو بولكار، قائد الأنظمة البصرية لرومان في ناسا جودارد: “من المقرر إطلاقه”. “جميع أعمال الاختبار والنمذجة التي تم إجراؤها في Goddard ومن قبل المقاولين في L3Harris و BAE Space and Mission Systems لم تترك سوى تصحيحات صغيرة لكي نقوم بها لجعل كل شيء في محاذاة شبه مثالية.” يمثل تحقيق هذا المستوى من الدقة تحديًا خاصًا بالنسبة للتلسكوب الفضائي. وحتى مع الإعداد المكثف، لا يستطيع المهندسون التنبؤ بشكل كامل بكيفية تأثير قوى الإطلاق وظروف الفضاء على مكوناته البصرية الدقيقة. أُطلق رومان في 30 أغسطس. وقال بولكار: “لم يتمكن اختبارنا الأرضي من محاكاة البيئة التي سيختبرها رومان في الفضاء، مثل غياب الجاذبية”. “وهناك أيضًا اختلافات طفيفة في تغيرات درجات الحرارة ومحتوى الرطوبة. على الرغم من هذه التحديات، أظهرت التقييمات الأخيرة أن اختباراتنا الأرضية كانت ممتازة، حيث كانت كلا الجهازين إما متطابقتين أو تتجاوزان الأداء الذي توقعناه. “تعديل المرآة أصغر من شعرة الإنسان لإنتاج صورة واضحة، يجب أن ينتقل الضوء الداخل إلى الروماني على طول مسار يتم التحكم فيه بعناية، وينعكس بين المرايا والمكونات البصرية الأخرى قبل الوصول إلى أحد أداتي التلسكوب. حتى أخطاء المحاذاة الصغيرة للغاية يمكن أن تؤثر على دقة تركيز الضوء. ولحسن الحظ، تم وضع بصريات التلسكوب بدقة شديدة لدرجة أنه لم يكن هناك سوى تصحيحات صغيرة ضرورية. يقول ألدن جورلينج، وهو مهندس بصري كبير يعمل على رومان في ناسا جودارد: “لقد قمنا بتحريك المرآة الثانوية بنحو واحد على ستة عشر من قطر شعرة الإنسان”. “لقد أدى هذا التعديل إلى دفع ارتفاع المرآة الثانوية فوق المرآة الرئيسية. إذا قمنا بقياس هذا الارتفاع إلى ارتفاع مبنى إمباير ستيت، فإن التغيير في الارتفاع سيكون أقل قليلاً مما قد تحصل عليه من خلال تكديس فلس أمريكي واحد فوق قمة البرج. “على الرغم من صغر حجمها الذي لا يمكن تصوره تقريبًا، فإن هذا التعديل يمكن أن يحسن بشكل كبير الملاحظات العلمية التي سيقدمها رومان. قام المهندسون أولاً بتحسين تركيز أداة كوروناغراف، التي أنتجت في البداية صورًا كانت ضبابية قليلاً. وكانت المشكلة أقل خطورة مما كان متوقعا، وكان حلها سهلا نسبيا. بعد التصحيح، يعمل الجهاز الآن على المستوى العالي الذي توقعه الفريق. ويستمر العمل على جهاز كوروناغراف. سيقوم المهندسون بضبط إعدادات الكاميرا وتحديد أفضل التكوينات لمراياها القابلة للتشوه قبل إثبات قدرتها على حجب الضوء غير المرغوب فيه في الأسابيع المقبلة. ومع تصحيح تركيز الإكليل، عاد الفريق إلى أداة المجال الواسع لإجراء تعديلات بصرية إضافية. تجاوز التلسكوب الروماني التابع لناسا توقعات جودة الصورة، وكانت النتائج أفضل من المتوقع. تتمتع أداة رومان واسعة المجال الآن بأداء بصري أفضل بنسبة 30% تقريبًا مما توقعه فريق المهمة، مما يعني أن ملاحظاتها المستقبلية يجب أن تكون أكثر وضوحًا مما كان متوقعًا في الأصل. وقد وضع المهندسون متطلبات جودة الصورة بحوالي 90 نانومتر RMS (جذر متوسط ​​المربع). تصف هذه القيمة متوسط ​​حجم العيوب البصرية بالنسبة لواجهة الموجة المثالية. عند 90 نانومتر، يكون الخطأ صغيرًا للغاية بالفعل، حيث يبلغ حوالي 1000 مرة أقل من سمك شعرة الإنسان. لكن رومان تجاوز هذا المطلب المتطلب. بعد التصحيحات النهائية، حققت أداة المجال الواسع خطأً بصريًا قدره 63 نانومترًا فقط. ويمثل التحسين إنجازًا مهمًا لتلسكوب مصمم لإجراء مسوحات واسعة النطاق للكون. بفضل أداء بصرياته الذي يفوق التوقعات، سيكون رومان قادرًا على التقاط صور مفصلة بشكل استثنائي بينما يبحث العلماء في المادة المظلمة والطاقة المظلمة وغيرها من الألغاز الكونية الرئيسية. وقال يورلينج: “ستكون جميع الصور من المسوحات الكونية التي قام بها رومان أكثر وضوحًا مما توقعنا”. “إنها نتيجة رائعة لسنوات من النمذجة الدقيقة والقياس الدقيق والاختبار.” لا تفوت أي إنجاز: انضم إلى النشرة الإخبارية لـ SciTechDaily. Google وأخبار Google.