تلسکوپ فضایی «رومن»، رصدخانه بزرگ بعدی ناسا، سرانجام کامل شد + معرفی ویژگی‌ها

روز سه‌شنبه (۲۱ آوریل)، سرانجام، تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» تکمیل شد.

کد خبر: ۴۰۸۸۹۲

تاریخ : ۰۲ ارديبهشت ۱۴۰۵ - ۱۷:۱۴

نوشته

شهرآرانیوز؛ جولی مک‌انری، دانشمند ارشد پروژه «رومن» در کنفرانس خبری روز سه‌شنبه گفت: «من بسیار امیدوارم و در واقع انتظار دارم که هیجان‌انگیزترین علوم از رومن به مسائلی مربوط باشد که پیش‌بینی نکردیم، که نتواستیم پیش‌بینی کنیم، اما آنها پرسش‌های عمیق جدیدی را برای ماموریت‌های آینده مطرح خواهند کرد.»

تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» که به نام اولین رئیس بخش اخترشناسی ناسا و اولین زنی که در ناسا پست اجرایی داشت، نام‌گذاری شده، قرار است ابزار ارزشمندی در جست‌و‌جو برای درک ماهیت واقعی کائنات باشد. این تلسکوپ در کنار دیگر ابزار‌های قدرتمند رباتیک ما برای نگاه به آسمان، مانند تلسکوپ فضایی «جیمز وب» (JWST)، «اسفرکس»(SPHEREx)، تلسکوپ فضایی یوکید و حتی هابل قدیمی اما همیشه شگفت‌انگیز، قرار خواهد گرفت. اما همانطور که در مورد هر یک از این رصدخانه‌های مهم گفته شده، این تلسکوپ جدید ویژگی خاص خود را دارد.

بالاخره، تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» (که به طور خلاصه "رومن" نامیده می‌شود) قرار است در سپتامبر ۲۰۲۶ پرتاب شود؛ هشت ماه زودتر از برنامه و با بودجه‌ای کمتر از حد انتظار.

طبق گفته ناسا، آینه اصلی رومن حدود ۲.۴ متر (۷.۹ فوت) عرض دارد که مشابه آینه تلسکوپ هابل است. با این حال، رومن قادر است تصاویری بگیرد که حداقل ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از ناحیه‌ای است که هابل می‌تواند ثبت کند.

جارد آیزاکمن، مدیر ناسا، در کنفرانس خبری گفت: «توانایی‌های بررسی رومن بیش از ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر از هابل است و می‌تواند ۲۰۰ برابر بیشتر از آسمان را در یک تصویر به نمایش بگذارد.» او افزود: «چیزی که هابل ۲۰۰۰ سال طول می‌کشید تا پردازش کند، رومن می‌تواند در یک سال انجام دهد؛ تصاویری که این تلسکوپ می‌گیرد آن‌قدر بزرگ هستند که هیچ صفحه‌نمایشی در حال حاضر وجود ندارد که بتواند آن‌ها را نمایش دهد.»

برای درک بهتر این موضوع، هابل طی حدود ۳۵ سال خدمت خود تا به حال حدود ۴۰۰ ترابایت داده جمع‌آوری کرده است؛ در حالی که زمانی که رومن به طور کامل در محل کار خود در فضا فعال شود، باید قادر باشد ۵۰۰ ترابایت داده در سال تولید کند.

اما این داده‌ها ممکن است شامل چه چیز‌هایی باشند؟ امکانات تقریباً نامحدود است. این معمولاً استاندارد طلایی برای تلسکوپ‌ها است؛ همانطور که دانشمندان دوست دارند بگویند، همیشه امیدواریم به سوالاتی پاسخ دهیم که حتی فکر نکرده بودیم از آ‌ن‌ها بپرسیم.

{$sepehr_media_2675206_640_360}

کائنات و پانوراما

رومن به طور خاص برای گرفتن تصاویر از کائنات در نور مرئی و نزدیک به مادون قرمز کالیبره شده است. تلسکوپ‌های مختلف کائنات را در طول‌موج‌های نوری مختلف می‌بینند. برای مثال، تلسکوپ جیمزوب به طور خاص در مشاهدات مادون قرمز تخصص دارد، در حالی که توانایی هابل به آن اجازه می‌دهد که هم نور مادون قرمز و هم نور مرئی و فرابنفش را مشاهده کند.

تنوع در این زمینه اهمیت دارد، زیرا می‌توانید یک تکه از آسمان را مانند لایه‌های مختلف در نظر بگیرید. برای مثال، بسیاری از اجسام بسیار دور را تنها می‌توان در نور مادون قرمز دید — که طول‌موج‌های بسیار بلندتری دارند و به چشم انسان قابل مشاهده نیستند — بنابراین نیاز به یک تلسکوپ مادون قرمز برای رمزگشایی از این لایه‌ها وجود دارد. اما در همان بخش آسمان، ممکن است اجسام نور مرئی وجود داشته باشند که برای مطالعه جزئیات بیشتر نیاز به تلسکوپی با توانایی‌های فوق‌العاده دارند.

چند ویژگی رومن آن را از سایر تلسکوپ‌ها متمایز می‌کند، از جمله سرعت پردازش سریع داده‌ها که پیش‌تر اشاره کردیم.

در مقایسه با جیمزوب، تصاویر «رومن» — که با استفاده از ابزار مناسب «Wide Field Instrument» (WFI) گرفته می‌شود — ۵۰ برابر وسیع‌تر خواهند بود، اما کم‌عمق‌تر، زیرا رومن نیاز ندارد که به عمق کائنات مانند جیمزوب نفوذ کند. همانطور که گفتیم، رومن نمی‌تواند مادون قرمز را مانند جیمزوب مشاهده کند و بنابراین بررسی فواصل بسیار دور بی‌فایده خواهد بود.

ویژگی‌های خاص تلسکوپ فضایی «رومن»

به طور خاص، رومن شامل یک دوربین تصویربرداری با ۳۰۰ مگاپیکسل و یک طیف‌سنج است (ابزاری ویژه که به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا انکسار نور اشیاء را در یک میدان دید ثبت کنند). اما ویژگی خاص این نما‌های کم‌عمق و پانورامیک چیست؟

این بدان معنی است که دانشمندان مجبور نیستند در انتخاب بخش‌های خاص آسمان اینقدر سختگیر باشند. آن‌ها می‌توانند به سادگی یک ناحیه را بررسی کنند و امیدوار باشند که سرنخ جالبی برای تمرکز بیشتر پیدا کنند. این ویژگی به رومن این امکان را می‌دهد که رویداد‌هایی را که به سرعت اتفاق می‌افتند، مانند فوران‌های رادیویی سریع، ثبت کند و شانس مشاهده پدیده‌های شگفت‌انگیزی همچون سوپرنواها، برخورد ستارگان نوترونی و دیگر پدیده‌های که به راحتی از دست می‌روند را افزایش می‌دهد.

دامینیک بنفورد، دانشمند برنامه تلسکوپ نانسی گریس رومن به سایت Space می‌گوید: «ما تاریخ کائنات را از طریق ستارگان منفجرشونده پیگیری خواهیم کرد. ما هزاران سوپرنوا خواهیم دید، و برخی از اینها از هر سوپرنوا دیگری که تا به حال دیده‌ایم، دورتر خواهند بود.

{$sepehr_key_206409}

راز‌های تاریک کائنات

با وجود سال‌ها جست‌و‌جو، دانشمندان هنوز دقیقاً نمی‌دانند که ماده تاریک و انرژی تاریک چیست. تنها چیزی که تا کنون به طور قطع می‌دانیم این است که ماده معمولی کائنات کافی نیست تا مانع از فروپاشی کهکشان‌ها شود، مانند اسبی که روی ارابه‌ای می‌چرخد و به درستی به هم متصل نشده است، و اینکه کائنات با سرعتی بسیار بیشتر از آنچه که انتظار می‌رود در حال انبساط است. اولین مورد توسط ماده تاریک توضیح داده می‌شود که در جایی که ماده معمولی پایان می‌یابد، وارد عمل می‌شود و دومی توسط انرژی تاریک که انبساط را هدایت می‌کند، توضیح داده می‌شود.

این دو ماده در مجموع ۹۵٪ کائنات را تشکیل می‌دهند، اما هیچ‌کدام از آن‌ها تا به حال به طور قطعی شناسایی نشده‌اند. اگر بخواهیم صادق باشیم، این واقعاً عجیب است.

البته، با چنین سابقه‌ای نمی‌توان به طور قطع گفت که «رومن» ناگهان راز کائنات تاریک را فاش خواهد کرد، اما اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، می‌توان انتظار داشت که «رومن» ما را به این حقیقت نزدیک‌تر کند.

«رومن» به لطف میدان وسیع دیدش، قادر خواهد بود که از کهکشان‌های زیادی، به سرعت، تصویربرداری کند تا چشم‌انداز‌های دقیق سه‌بعدی از کائنات ایجاد کند. بنابراین، این تلسکوپ قادر خواهد بود تا چیز‌هایی مانند دینامیک کهکشان‌های مختلف را نشان دهد و انبساط کائنات را پیگیری کند؛ دو راه اصلی که برای تحقیق در مورد ماده تاریک و انرژی تاریک از آن‌ها استفاده می‌کنیم.

مک‌انری می‌گوید: «ما همچنین مطالعه خواهیم کرد که چگونه کائنات در طول زمان توسعه یافته است؛ و این‌ها کلید‌هایی برای کشف طبیعت بنیادی ماده تاریک، انرژی تاریک و ساختار کائنات هستند.»

«رومن تواناهایی خاص دیگری هم دارد؛  برای مثال، این تلسکوپ یک کورونوگراف دارد، ابزاری که می‌تواند درخشش خورشید‌های دوردست را مسدود کند و به این مأموریت کمک کند که به طور مستقیم سیارات فراخورشیدی را تصویربرداری کند. در واقع، ناسا می‌گوید که کورونوگراف رومن می‌تواند سیاراتی را که ۱۰۰ میلیون برابر ضعیف‌تر از ستارگانشان هستند شناسایی کند. این توانایی حدود ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بهتر از کورونوگراف‌های موجود در فضا است.

مسیر پرتاب تلسکوپ رومن

حالا که رومن تکمیل شده است، مرحله بعدی سفر آن به زودی آغاز خواهد شد. این شامل حمل آن به سایت پرتاب، مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا، و انجام هر گونه آزمایش مرتبط با پرتاب خواهد بود.

مقدار زیادی آزمایش پیش‌پرتاب تاکنون روی «رومن» انجام شده است، از جمله اینکه تلسکوپ آزمایش‌های مختلفی از جمله قرارگرفتن تحت صدای شدید، تکان‌های شدید، مواجهه با گرما و سرمای شدید و ... را پشت سر گذاشته است؛ همه اینها برای اطمینان از این است که «رومن» بتواند سختی‌های پرتاب و شرایط محیطی فضای بیرونی را تحمل کند.

در مورد روند پرتاب، پس از اینکه تمام آزمایش‌ها انجام شد، ناسا یک راکت فالکون هوی اسپیس‌ایکس را برای حمل این گنج به فضا انتخاب کرده است. تاکنون ۱۱ پرتاب فالکون هوی انجام شده است که همگی با موفقیت ۱۰۰٪ به اتمام رسیده‌اند.

پس از رسیدن به فضا و جدا شدن از راکت، «رومن» به یک نقطه ثابت به نام نقطه لاگرانژ ۲ (L۲) که حدود یک میلیون مایل از زمین فاصله دارد، خواهد رفت. این نقطه یک مکان محبوب برای کاوشگران فضایی است چرا که امکان حفظ سایه از گرمای خورشید را فراهم می‌کند و در عین حال به طرز مناسبی در مداری قرار می‌گیرد که امکان ارتباط با مرکز کنترل را به راحتی فراهم می‌آورد.