Een spiegel verplaatst met een fractie van een haar
Ingenieurs die werken aan NASA's Nancy Grace Roman Space Telescope hebben de hoofdcamera zo precies scherpgesteld dat de beeldkwaliteit bijna 30% beter is dan de voorspellingen van de missie. De correctie bestond erin een spiegel ongeveer een zestiende van de breedte van een mensenhaar te verplaatsen.
De Wide Field Instrument van de telescoop werd in september geactiveerd, waarna een testcampagne volgde. Ingenieurs controleerden de 18 detectoren, elk ongeveer zo groot als een plakbriefje, samen met de elektronica die ze uitleest, voordat ze zich richtten op het elementenwiel, een draaiende carrousel van filters en optische onderdelen die bepaalt welke golflengten de detectoren bereiken.
Testen met eigen licht
Het team gebruikte vervolgens het interne kalibratiesysteem van het instrument, een reeks lichtgevende diodes die vanaf de aarde kunnen worden aangestuurd om verschillende kleuren en helderheidsniveaus te produceren. Door te meten hoe elke detector reageerde, brachten ingenieurs de gevoeligheidsverschillen over het brandvlak in kaart en berekenden ze de correcties die nodig waren voor zuivere beelden.
"Alle uitgebreide surveys van Roman zullen afhangen van de Wide Field Instrument," zei Dave Hickey, systeemingenieur van de Wide Field Instrument bij NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland. "Veel van de primaire doelen van de missie, zoals het bestuderen van donkere materie en donkere energie, zouden zonder dit instrument niet mogelijk zijn, dus het is zowel spannend als een enorme opluchting om te zien dat het goed werkt."
Wat de extra scherpte oplevert
Roman is gebouwd om grote delen van de hemel herhaaldelijk te verkennen en zo een beeld op te bouwen van hoe sterrenstelsels en donkere materie zijn verdeeld en hoe de uitdijing van het heelal in de loop van de tijd is veranderd. Scherpere beelden stellen astronomen in staat de vormen van verre sterrenstelsels nauwkeuriger te meten, en zo wordt zwakke gravitatielenzing in kaart gebracht.
Een verbetering van 30% in beeldkwaliteit is voor dat werk geen kleine marge. Signalen van zwakke lenzing zijn subtiel, en fouten in de vormmeting werken rechtstreeks door in schattingen van donkere energie. Betere optiek betekent minder correctie in software en meer vertrouwen in het resultaat.
Het wijde gezichtsveld van de missie is het punt. Waar andere telescopen hemeldekking inruilen voor diepte, is Roman ontworpen om steeds opnieuw grote stukken hemel vast te leggen, zodat zeldzame gebeurtenissen en langzame veranderingen zichtbaar worden. Dat plan werkt alleen als de optiek over het hele veld hun precisie behouden, en dat is wat de uitlijncampagne testte.