Laptopnyi érzékelőfelület rajzolhat holdnál nagyobb égterületet a Roman-távcsővel

A NASA Nancy Grace Roman űrtávcsövének 18 infravörös érzékelője együtt körülbelül akkora fényérzékeny felületet alkot, mint egy laptop kijelzője. Ez a meglepően hétköznapi lépték azonban olyan kamerarendszer része, amelynek egyetlen képe a telihold látszó méreténél nagyobb égterületet foghat át.

A Wide Field Instrument, röviden WFI 300 megapixeles infravörös kamerája már működésbe lépett az űrben. A különlegessége nem pusztán a felbontás: a Roman úgy készül nagyméretű égboltfelmérésekre, hogy közben a Hubble-hez társított részletességhez hasonló képminőséget céloz. Ez az együttállás teszi érdekessé a laptopnyi érzékelőfelületet: nem egyetlen távoli célpont szűk kivágását nézi majd, hanem egyszerre sokkal nagyobb kozmikus területet.

Tíz nap tisztítás után indult a lehűtés

A kamera bekapcsolását nem azonnal a képalkotás követte. A mérnökök előbb 10 napig szárították és szennyeződésektől mentesítették a WFI-t. Ezalatt az érzékelőket a végleges üzemi hőmérsékletükhöz képest viszonylag meleg, mínusz 65 Celsius-fokon tartották.

Szeptember 11-én reggel kikapcsolták a műszer fűtését, így az mínusz 143 Celsius-fokra hűlt. Ekkor aktiválták a 18 infravörös detektort. Az infravörös megfigyeléshez ilyen alacsony hőmérsékletre van szükség: a műszer saját hője is zavaró jelet kelthetne, ezért a berendezést erősen le kell hűteni. A detektorok végleges üzemi hőmérséklete várhatóan körülbelül mínusz 183 Celsius-fok lesz.

Még ugyanazon az estén elindították a kalibrációs rendszert, másnap pedig tesztadatokat küldtek a kamerán keresztül a földi csapatoknak. A kalibráció azt ellenőrzi, hogy a műszer mérései értelmezhetők és összehasonlíthatók legyenek: egy 300 megapixeles felvétel önmagában még nem tudományos eredmény, ha nem ismert pontosan, hogyan viselkedik minden eleme.

Szűrők és prizmák dolgoznak a kamera előtt

A következő próba az úgynevezett elemkereket érintette. Ebben szűrők, prizmák és más optikai alkatrészek találhatók. A rendszer szabályozza, mely fényhullámhosszak jutnak el az érzékelőkhöz, és képes az égitestek fényét különböző színekre bontani. Ezt a mechanizmust most próbálták ki először súlytalanságban.

A fókuszáló berendezést is tesztelték. Ennek különösen nagy szerepe lesz, mert a Roman a tervek szerint több százezer felvételt készít majd, és ezeknél tartani kell az élességet. A NASA szerint az eddigi eredmények alapján a Wide Field Instrument a várakozásoknak megfelelően működik.

Josh Schlieder, a NASA Goddard Űrközpontjának WFI-tudósa mérföldkőnek nevezte, hogy a földi építés és tesztelés után az eszköz működését az űrben is megerősítették. A munkában a Goddard csapatai mellett a BAE Systems, Inc., a Teledyne és tudományos központok is részt vettek.

Nemcsak a nagy látómező a távcső újdonsága

A Roman másik fontos berendezése, a Coronagraph Instrument szintén átesett egy korai ellenőrzésen. Ez a műszer olyan optikát, maszkokat, alakítható tükröket és érzékelőket használ, amelyekkel egy közeli csillag vakító fényét igyekszik elnyomni. Ha ez sikerül, elvileg láthatóvá válhat a csillag körül keringő bolygók jóval halványabb, visszavert fénye.

A Caltech/IPAC pasadenai irányítóközpontjának szakemberei igazolták, hogy a földről elérik és vezérelni tudják a koronagráf fő egységeit, köztük a szoftvert, a hőszabályozást, a kamerákat és a mozgatható optikai elemeket. A berendezés – a detektorait kivéve – közel szobahőmérsékleten, 22 Celsius-fokon működik majd. Eric Cady, a NASA Jet Propulsion Laboratory optikai mérnöke szerint a koronagráf detektorait 30 napon át szennyeződésmentesítik, közben időnként kalibrációs feladatokat is végeznek.

A Roman még hónapokig tartó üzembe helyezésen megy keresztül, miközben nagyjából egymillió mérföldet tesz meg a második Lagrange-pont, az L2 felé. Első tudományos képeinek kiadását a NASA 2027 elejére tervezi. Addig is figyelemre méltó marad az arány: a laptopnyi érzékelőfelület mögött olyan rendszer dolgozik, amely a Holdnál nagyobb égdarabokon keres majd új részleteket a világegyetemről.