ГРИНБЕЛТ, штат Мэриленд. — Настало время для новейшего космического телескопа NASA.
После почти двух десятилетий разработки, затрат в 4,3 миллиарда долларов и работы сотен ученых и инженеров, космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман находится менее чем в трех месяцах от запуска.
Из точки, находящейся примерно в 1 миллионе миль от Земли, телескоп будет исследовать космос, создавая панорамы сотен миллионов звезд и миллиардов галактик. С помощью этой обсерватории NASA надеется разгадать тайны темной материи и темной энергии, а также обнаружить тысячи планет за пределами нашей Солнечной системы.
Это связано с тем, что «Роман» сможет изучать и картографировать больше неба, чем когда-либо прежде, причем в сотни раз быстрее.
Джули МакЭнери, старший научный сотрудник проекта телескопа «Роман» в Центре космических полетов имени Годдарда NASA, заявила, что всего за один месяц сбора данных «Роман» сможет заглянуть в малоизученные части Млечного Пути для изучения звезд в глубоком срезе галактики, создав астрономический каталог, намного превосходящий все существующие на сегодняшний день.
«Ожидается, что за первые пять лет миссии будет открыто более 100 000 далеких миров, сотни миллионов звезд и миллиарды галактик», — сказала она.
Космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман, названный в честь женщины, ставшей первым руководителем отдела астрономии NASA в 1959 году, присоединится к примерно дюжине космических телескопов, которые агентство использует для изучения различных научных целей.
Корреспонденты NBC News получили редкую возможность крупным планом увидеть телескоп в последние дни его пребывания в чистой комнате, где NASA собирало его по частям в течение последнего десятилетия. К концу этого месяца обсерватория размером с автобус будет упакована, доставлена в Балтимор, а затем на барже переправлена в Космический центр Кеннеди во Флориде для целевого запуска 30 августа.
«Это как если бы дети уезжали в колледж», — сказала МакЭнери, прижавшись лицом к окну, выходящему в чистую комнату, чтобы в последний раз взглянуть на телескоп. «Это кажется почти эмоциональным».
Читайте далее: Взгляд за кулисы: экскурсия по закрытой комнате, где NASA построило космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман
Увидеть больше неба, чем когда-либо, в 1000 раз быстрее
Масштабы того, что телескоп «Роман» будет наблюдать в ходе своей миссии, трудно осознать.
«Если бы мы взяли одно изображение, полученное в ходе нашего основного обзора, и попытались полностью отобразить его с помощью набора 4K-телевизоров, нам понадобилось бы более полумиллиона таких телевизоров», — сказала МакЭнери. «И чтобы дать вам представление о масштабе: если бы я выложила эти 4K-телевизоры в ряд, они бы покрыли 45 городских кварталов. Или, если выбрать то, на что вы на самом деле смотрите, они бы полностью закрыли Эль-Капитан в национальном парке Йосемити».
Этот основной обзор займет более года, в течение которого телескоп будет всматриваться в плотный, богатый звездами центр Млечного Пути, известный как галактическая выпуклость.
Это один из трех запланированных основных обзоров; другой предполагает, что телескоп «Роман» просканирует около 12% всего неба менее чем за полтора года. Полученная карта космоса позволит астрономам измерить скорость расширения Вселенной, что может пролить свет на два самых загадочных явления во Вселенной: темную материю и темную энергию.
Ученые считают, что темная энергия ускоряет расширение Вселенной, в то время как темная материя, как полагают, составляет большую часть материи в галактиках, но она невидима и может быть обнаружена только по гравитационному воздействию, которое она оказывает.
«Мы знаем, что "Роман" предоставит нам окончательные данные, которые помогут понять двойные загадки темной материи и темной энергии», — сказал Доминик Бенфорд, научный сотрудник программы телескопа «Роман» в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, округ Колумбия.
Третий обзор будет посвящен взрывам сверхновых, произошедшим до 8 миллиардов лет назад. Заглядывая назад через эту космическую машину времени, астрономы смогут проследить, как расширялась Вселенная на протяжении своей истории, что даст дополнительное понимание темной энергии.
Телескоп «Роман» часто сравнивают с космическим телескопом «Хаббл», запущенным в 1990 году. Они примерно одного размера — размером с тягач с полуприцепом — и имеют схожую бочкообразную форму. Но новая обсерватория сможет исследовать космос в 1000 раз быстрее, чем «Хаббл», и каждое изображение будет охватывать участок неба как минимум в 100 раз больше, чем у «Хаббла», по словам МакЭнери.
«Если привести это в контекст, то один месяц наблюдений "Романа" будет соответствовать столетию работы "Хаббла"», — сказала она.
Например, культовый панорамный снимок галактики Андромеды, сделанный «Хабблом», представлял собой мозаику, составленную из более чем 400 наблюдений. По данным NASA, большое поле зрения «Романа» позволило бы запечатлеть ту же панораму всего за два снимка.
И «Хаббл», и «Роман» выполняют так называемую спектроскопию: разделение света на различные длины волн или цвета. Астрономы анализируют эти закономерности, включая то, какие цвета излучаются, поглощаются или отражаются, чтобы оценить размер, температуру и состав объектов в космосе.
Телескоп будет находиться в точке космоса, называемой L2, которая является точкой Лагранжа, где гравитационное ускорение от Солнца и Земли уравновешивается. Это позволяет обсерватории оставаться на стабильной орбите. Существует всего пять таких точек, и «Роман» будет делить одну из них с космическим телескопом «Джеймс Уэбб», запущенным в 2021 году.
Бенфорд сказал, что после ввода в эксплуатацию «Роман» должен будет работать синергетически с «Хабблом» и «Уэббом».
«Мы можем открыть новую область звездообразования в нашей собственной галактике, которую никогда раньше не видели, а затем использовать удивительный набор инструментов на "Хаббле" для изучения этих интересных областей космоса и получения более детальной информации о них», — сказал он. «То же самое мы можем сделать с "Уэббом", но нам нужен "Роман", чтобы обнаружить эти объекты, представляющие большой интерес».
В рамках бюджета и с опережением графика
Бенфорд участвует в проекте телескопа «Роман» с тех пор, как обсерватория была всего лишь идеей на бумаге почти два десятилетия назад.
«Немного трудно поверить, что после почти 20 лет работы над этим проектом момент, когда мы отправим космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман во Флориду и запустим его в космос, уже почти наступил, и что я больше никогда его не увижу», — сказал он.
У телескопа еще не было названия, когда Бенфорд присоединился к проекту. Выбранное название отдает дань уважения женщине, считающейся пионером современной космической астрономии. Нэнси Грейс Роман, родившаяся в 1925 году и умершая в 2018 году, была прозвана «матерью космического телескопа "Хаббл"» отчасти потому, что ее коллеги приписывали ей заслугу в получении одобрения Конгресса на «Хаббл». Новейший космический телескоп NASA был назван в ее честь в 2020 году.
В отличие от многих других флагманских миссий NASA, телескоп «Роман» был реализован в рамках бюджета и с опережением графика — подвиг, который дался нелегко, сказал Бенфорд.
«Ввод этой обсерватории в эксплуатацию в космосе был огромным фокусом моей профессиональной жизни, и долгие годы казалось, что это постоянная борьба», — сказал он.
Проект пережил серьезные перерывы, включая пандемию Covid и два самых продолжительных закрытия правительства в истории США (в этом и прошлом годах). Первоначально NASA планировало запустить телескоп «Роман» не позднее мая 2027 года.
Обсерватория должна стартовать на ракете SpaceX Falcon Heavy. После этого, по словам Бенфорда, телескоп «Роман» будет добираться до места назначения в космосе более трех месяцев. По прибытии специалисты миссии потратят время на тестирование приборов обсерватории, прежде чем смогут начаться научные наблюдения.
Если все пойдет по плану, сказал Бенфорд, первые снимки телескопа могут быть опубликованы к концу этого года.
«Это может быть примерно на Рождество, так что, надеюсь, это будет хорошим подарком», — сказал он.
У NASA нет другого крупного космического телескопа в разработке. Агентство предложило миссию под названием «Обсерватория обитаемых миров» для поиска признаков жизни на экзопланетах, но даже если этот проект будет реализован, запуск состоится не ранее 2040-х годов.
В связи с этим запуск телескопа «Роман» особенно значим для сотрудников Центра Годдарда, некоторые из которых также работали над «Хабблом» и «Уэббом».
«"Взволнован" — это, кажется, недостаточно; я потратил половину своей карьеры на это», — сказал Марк Мелтон, системный инженер миссии. Он ожидает, что прослезится, когда телескоп наконец будет развернут.
«Это было на бумаге. А теперь это реальность», — сказал он.
Эта статья была первоначально опубликована на NBCNews.com