Một tấm gương dịch chuyển bằng một phần nhỏ sợi tóc
Các kỹ sư làm việc trên Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman của NASA đã lấy nét camera chính chính xác đến mức chất lượng hình ảnh tốt hơn gần 30% so với dự đoán của sứ mệnh. Việc chỉnh sửa liên quan đến việc dịch chuyển một tấm gương khoảng một phần mười sáu bề rộng sợi tóc người.
Thiết bị Trường Rộng của kính viễn vọng đã được kích hoạt vào tháng 9, và một chiến dịch thử nghiệm diễn ra sau đó. Các kỹ sư đã kiểm tra 18 cảm biến của nó, mỗi cảm biến có kích thước gần bằng một tờ giấy ghi chú, cùng với hệ thống điện tử đọc dữ liệu, trước khi chuyển sang bánh xe phần tử, một vòng xoay gồm các bộ lọc và linh kiện quang học để chọn bước sóng nào đến được cảm biến.
Thử nghiệm bằng chính ánh sáng của nó
Nhóm sau đó sử dụng hệ thống hiệu chuẩn nội bộ của thiết bị, một bộ đi-ốt phát sáng có thể được điều khiển từ Trái Đất để tạo ra các màu sắc và mức độ sáng khác nhau. Bằng cách đo phản ứng của từng cảm biến, các kỹ sư đã lập bản đồ chênh lệch độ nhạy trên mặt phẳng tiêu cự và tính toán các hiệu chỉnh cần thiết để có hình ảnh sạch.
"Tất cả các cuộc khảo sát bao quát của Roman sẽ dựa vào Thiết bị Trường Rộng," Dave Hickey, kỹ sư hệ thống Thiết bị Trường Rộng tại Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA ở Maryland, nói. "Nhiều mục tiêu chính của sứ mệnh, như nghiên cứu vật chất tối và năng lượng tối, sẽ không thể thực hiện nếu không có nó, nên thật vừa hào hứng vừa nhẹ nhõm khi thấy nó hoạt động tốt."
Độ sắc nét tăng thêm mang lại gì
Roman được chế tạo để khảo sát nhiều lần những vùng trời rộng lớn, xây dựng bức tranh về cách các thiên hà và vật chất tối phân bố và cách sự giãn nở của vũ trụ thay đổi theo thời gian. Hình ảnh sắc nét hơn cho phép các nhà thiên văn đo hình dạng các thiên hà xa xôi chính xác hơn, đó là cách lập bản đồ hiệu ứng thấu kính hấp dẫn yếu.
Mức cải thiện 30% về chất lượng hình ảnh không phải là biên độ nhỏ đối với công việc đó. Tín hiệu thấu kính yếu rất tinh tế, và sai số trong đo hình dạng truyền thẳng vào các ước tính về năng lượng tối. Quang học tốt hơn nghĩa là ít hiệu chỉnh bằng phần mềm hơn và độ tin cậy cao hơn vào kết quả.
Trường nhìn rộng là điểm mấu chốt của sứ mệnh. Trong khi các kính viễn vọng khác đánh đổi độ phủ trời để lấy độ sâu, Roman được thiết kế để quan sát những vùng lớn lặp đi lặp lại, để các sự kiện hiếm và thay đổi chậm trở nên hữu hình. Kế hoạch đó chỉ hiệu quả nếu quang học giữ được độ chính xác trên toàn trường nhìn, và đó chính là điều mà chiến dịch căn chỉnh đang kiểm tra.