Компания Ball Aerospace завершила установку и юстировку блока оптических элементов в приборе Wide Field Instrument (WFI). WFI является одним из двух современных научных инструментов, установленных на космическом телескопе Нэнси Грейс Роман, который находится в стадии строительства и планируется к запуску в 2027 году. Тестирование оптических компонентов прошло успешно, поэтому продолжается сборка следующих частей.
Космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман станет телескопом нового поколения, разработанным НАСА для раскрытия секретов темной энергии, темной материи, экзопланет и других тайн инфракрасной астрофизики. В эти дни инженеры компании Ball Aerospace, одного из промышленных партнеров проекта, устанавливали и выравнивали узел оптического элемента в приборе Wide Field Instrument (WFI) телескопа.
Wide Field Instrument (WFI) — это 300,8-мегапиксельная многодиапазонная камера в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Она обеспечит четкость изображения в 100 раз выше, чем камеры на «Хаббле». Эта часть оптики содержит восемь научных фильтров, два дисперсионных элемента и «вакуумный» элемент (используемый для внутренней калибровки), которые помогут ученым раскрыть некоторые из самых глубоких тайн астрофизики, когда будет запущен «Роман» в 2027 году.
Камера WFI обеспечит многополосную съемку от видимой длины волны до ближнего инфракрасного диапазона (от 0,48 до 2,30 микрометров). В ней будет использоваться один широкополосный и шесть узкополосных фильтров. Массив из 18 детекторов, поставляемых компанией Teledyne, захватывает поле зрения площадью 0,28 квадратных градусов.
После того как свет будет отражен и сфокусирован первичным и вторичным зеркалами Романа, он пройдет через колесо оптических элементов WFI. Сфокусированный и отфильтрованный свет попадает на детекторную решетку, где создается изображение. В зависимости от того, что ищут ученые, фильтры позволяют выбирать для наблюдений определенные длины волн света.
Оптика WFI содержит два рассеивающих элемента: призму и решетку (состоящую из призмы и дифракционной решетки). Оба объекта предназначены для распределения света от небесных тел разных цветов, чтобы использовать технику широкопольной бесщелевой спектроскопии. Например, астрономы смогут измерить, как тысячи целых галактик перемещаются в пространстве. Это поможет им понять, насколько быстро расширялась Вселенная в разное время. Это поможет им определить природу таинственной темной энергии, которая ускоряет расширение Вселенной.
Optimax, Jenoptik и Центр космических полетов имени Годдарда отвечали за изготовление и тестирование призм, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям Роман. Команда смоделировала условия, похожие на космические, в вакуумном сосуде, который понизил температуру примерно до минус 123 градусов по Цельсию.
Поскольку большинство материалов расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении, инженеры должны были убедиться, что при сверхнизкой рабочей температуре Романа оптика будет работать так, как ожидается. И решетка, и призма прошли тест, изображения показали минимальные искажения. Астрономы будут использовать эти компоненты для изучения некоторых из величайших тайн Вселенной.