Космический телескоп Nancy Grace Roman показал оптическое качество почти на 30% выше установленного требования. После серии проверок и корректировок его широкопольный инструмент приблизился к штатной научной работе. Полученные результаты позволят получать более резкие изображения Вселенной.
Главный прибор обсерватории — Wide Field Instrument, широкопольный инструмент — необходим для масштабных обзоров неба. С его помощью учёные планируют исследовать тёмную материю и тёмную энергию. «Все масштабные обзоры Roman будут опираться на Wide Field Instrument, поэтому особенно приятно и одновременно очень важно видеть, что он работает так хорошо», — сказал инженер систем прибора Дэйв Хики из Центра космических полётов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд.
После включения прибора в сентябре специалисты последовательно проверили его узлы. Сначала они испытали 18 детекторов размером примерно с клейкую записку и связанную с ними электронику, затем изучили колесо с фильтрами и другими оптическими элементами. Эти компоненты пропускают к детекторам выбранные длины волн и позволяют разделять свет на отдельные цвета.
Затем инженеры проверили систему калибровки со встроенными светодиодами. Они создают свет разных цветов, а их яркость можно точно менять командами с Земли, чтобы определить и компенсировать небольшие различия в чувствительности детекторов. Также специалисты испытали механизм юстировки, переведя его из специально расфокусированного положения, использовавшегося при запуске, в рабочую позицию, рассчитанную на получение наиболее чётких изображений.
Отдельные тесты подтвердили, что система терморегуляции поддерживает необходимые температуры компонентов. «Калибровка прибора похожа на настройку пианино или гитары перед концертом: вы регулируете всё до нужного состояния, а затем оставляете параметры неизменными, чтобы инструмент работал стабильно», — пояснил инженер систем Wide Field Instrument Максим Риццо из Центра Годдарда.
Параллельно другая команда уточняла положение зеркал и остальных элементов оптической системы. Телескоп уже до корректировок показывал высокие результаты благодаря подготовке на Земле, поэтому потребовались лишь небольшие изменения. «Проведённые в Годдарде и компаниями L3Harris и BAE Space and Mission Systems испытания и расчёты оставили нам только небольшие поправки, необходимые для почти идеальной юстировки», — сказал руководитель оптических систем Roman Мэттью Болкар.
После запуска 30 августа инженерам пришлось учитывать различия между наземными испытаниями и условиями космоса, включая отсутствие гравитации, изменения температуры и влажности. Вторичное зеркало переместили примерно на одну шестнадцатую диаметра человеческого волоса. После настройки прибора Coronagraph Instrument (коронографа), который сначала давал слегка размытые изображения, специалисты вновь занялись Wide Field Instrument.
Расчётное требование к качеству изображения составляло около 90 нанометров RMS — среднеквадратичного значения оптической ошибки. После финальных корректировок показатель Wide Field Instrument достиг 63 нанометров RMS, что примерно на 30% лучше прогноза. По словам старшего оптического инженера NASA Олдена Джерлинга, это стало результатом многолетнего моделирования, высокоточных измерений и испытаний, а будущие космические обзоры Roman будут ещё более резкими.