Lustro przesunięte o ułamek włosa
Inżynierowie pracujący nad Kosmicznym Teleskopem Nancy Grace Roman NASA ustawili jego główną kamerę w ognisku tak precyzyjnie, że jakość obrazu jest o niemal 30% lepsza niż przewidywała misja. Poprawka polegała na przesunięciu lustra o około jedną szesnastą szerokości ludzkiego włosa.
Instrument Wide Field Instrument został uruchomiony we wrześniu, po czym nastąpiła kampania testowa. Inżynierowie sprawdzili jego 18 detektorów, każdy mniej więcej wielkości karteczki samoprzylepnej, wraz z elektroniką odczytującą je, zanim przeszli do koła elementów – obrotowej karuzeli filtrów i części optycznych, która wybiera, jakie długości fal docierają do detektorów.
Testy z własnym światłem
Zespół użył następnie wewnętrznego systemu kalibracji instrumentu – zestawu diod elektroluminescencyjnych, którymi można sterować z Ziemi, by wytwarzać różne kolory i poziomy jasności. Mierząc reakcję każdego detektora, inżynierowie zmapowali różnice czułości w płaszczyźnie ogniskowej i obliczyli korekty potrzebne do uzyskania czystych obrazów.
„Wszystkie szerokie przeglądy Romana będą opierać się na instrumencie Wide Field Instrument” – powiedział Dave Hickey, inżynier systemów Wide Field Instrument w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Maryland. „Wiele głównych celów misji, jak badanie ciemnej materii i ciemnej energii, nie byłoby możliwych bez niego, więc to zarówno ekscytujące, jak i ogromna ulga, że działa dobrze”.
Co daje dodatkowa ostrość
Roman jest zbudowany do wielokrotnego przeglądania dużych obszarów nieba, budując obraz rozmieszczenia galaktyk i ciemnej materii oraz tego, jak zmieniało się rozszerzanie wszechświata w czasie. Ostrzejsze obrazy pozwalają astronomom dokładniej mierzyć kształty odległych galaktyk, co jest podstawą mapowania słabego soczewkowania grawitacyjnego.
Poprawa jakości obrazu o 30% to w tej pracy nie mały margines. Sygnały słabego soczewkowania są subtelne, a błędy w pomiarze kształtu przenoszą się bezpośrednio na szacunki ciemnej energii. Lepsza optyka oznacza mniej korekcji w oprogramowaniu i większą pewność wyniku.
Szerokie pole misji jest tu sednem. Podczas gdy inne teleskopy wymieniają pokrycie nieba na głębokość, Roman jest zaprojektowany, by obejmować duże fragmenty raz po raz, tak aby rzadkie zdarzenia i powolne zmiany stawały się widoczne. Ten plan działa tylko wtedy, gdy optyka zachowuje precyzję na całym polu – i to właśnie testowała kampania justowania.