En spegel flyttad en bråkdel av ett hårstrå
Ingenjörer som arbetar med NASA:s rymdteleskop Nancy Grace Roman har ställt in huvudkameran så exakt att bildkvaliteten är nästan 30 procent bättre än uppdragets prognoser. Åtgärden innebar att en spegel flyttades med ungefär en sextondels hårstrå.
Teleskopets Wide Field Instrument aktiverades i september, och en testkampanj följde. Ingenjörerna kontrollerade dess 18 detektorer, var och en ungefär lika stor som en post-it-lapp, tillsammans med elektroniken som läser av dem, innan de gick vidare till elementhjulet, en roterande karusell med filter och optiska delar som väljer vilka våglängder som når detektorerna.
Testning med egen belysning
Teamet använde sedan instrumentets interna kalibreringssystem, en uppsättning lysdioder som kan styras från jorden för att producera olika färger och ljusstyrkor. Genom att mäta hur varje detektor svarade kartlade ingenjörerna känslighetsskillnader över fokalplanet och beräknade de korrigeringar som behövdes för rena bilder.
"Alla Romans svepande undersökningar kommer att vara beroende av Wide Field Instrument", sade Dave Hickey, systemingenjör för Wide Field Instrument vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Maryland. "Många av uppdragets huvudmål, som att studera mörk materia och mörk energi, skulle inte vara möjliga utan det, så det är både spännande och en enorm lättnad att se att det fungerar bra."
Vad den extra skärpan ger
Roman är byggt för att upprepade gånger kartlägga stora områden av himlen och bygga upp en bild av hur galaxer och mörk materia är fördelade och hur universums expansion har förändrats över tid. Skarpare bilder låter astronomer mäta formerna på avlägsna galaxer mer exakt, vilket är hur svag gravitationslinsning kartläggs.
En förbättring av bildkvaliteten med 30 procent är ingen liten marginal för det arbetet. Signalerna från svag linsning är subtila, och fel i formmätningen fortplantar sig rakt in i uppskattningarna av mörk energi. Bättre optik innebär mindre korrigering i mjukvaran och större tillförlitlighet i resultatet.
Uppdragets vida fält är själva poängen. Där andra teleskop byter himmeltäckning mot djup är Roman konstruerat för att fånga stora områden om och om igen, så att sällsynta händelser och långsamma förändringar blir synliga. Den planen fungerar bara om optiken behåller sin precision över hela fältet, vilket var vad justeringskampanjen testade.