{{{sourceTextContent.title}}}

L'isolamento dalle vibrazioni del telescopio spaziale ottimizza la nitidezza delle immagini

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Il lancio nello spazio del Nancy Grace Roman Space Telescope è previsto entro il maggio 2027.

{{{sourceTextContent.description}}}

Il Nancy Grace Roman Space Telescope (Roman), precedentemente denominato Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), è un osservatorio spaziale della NASA attualmente in fase di sviluppo e il cui lancio nello spazio è previsto entro il maggio 2027.
Il telescopio spaziale romano ospita due strumenti: il Wide Field Instrument (WFI), che si occupa di studiare l'evoluzione dell'universo e di capire come sono i sistemi solari al di là del nostro; e il Coronagraph Instrument, che si propone di far progredire le tecnologie per l'imaging e la spettroscopia ad altissimo contrasto dallo spazio.
Nel 1998, gli scienziati hanno scoperto che l'espansione dell'universo sta accelerando, facendo riconsiderare i loro modelli di formazione dell'universo. La materia visibile rappresenta solo il cinque per cento circa del contenuto dell'universo.
Quasi il 27% dell'universo è costituito da materia oscura, che non emette né assorbe luce.
Il telescopio spaziale Roman della NASA. La materia oscura è rilevabile solo attraverso i suoi effetti gravitazionali sulla materia visibile.
Una parte significativa della missione di Roman sarà dedicata al monitoraggio di centinaia di migliaia di galassie lontane alla ricerca di esplosioni di supernove, che possono essere utilizzate per studiare l'energia oscura e l'espansione dell'universo.
Lo strumento principale di Roman è il Wide Field Instrument (WFI), che avrà un campo visivo 100 volte superiore all'esposizione più ampia di Hubble. In questo modo sarà possibile catturare una maggiore quantità di cielo con un minor tempo di osservazione.
Nel corso dei primi cinque anni di osservazioni, Roman immaginerà più di 50 volte il cielo che Hubble ha coperto finora in 30 anni. Il WFI misurerà la luce di un miliardo di galassie nel corso della durata della missione.
Ombreggiare la luce delle stelle La scoperta di pianeti simili alla Terra con un'atmosfera potrebbe dipendere dalla capacità di bloccare la luce delle stelle da un telescopio. Sebbene sembri un'impresa ardua, questo è stato fatto fin dal 1931, quando l'astronomo francese Bernard Lyot introdusse il primo coronografo. Un coronografo è un accessorio del telescopio progettato per bloccare la luce diretta di una stella in modo da poter vedere gli oggetti vicini, che altrimenti sarebbero nascosti dal bagliore luminoso della stella.
Il Telescopio Spaziale Romano include uno strumento Coronagraph che è un pezzo di tecnologia altamente complesso e multistrato, costituito da un sistema di maschere, prismi, rivelatori e due specchi autoflessibili (specchi deformabili). Questi specchi sono componenti attivi, che cambiano la loro forma in tempo reale per adattarsi alla luce in arrivo e compensare i piccoli cambiamenti nell'ottica del telescopio e le vibrazioni dell'osservatorio.
In combinazione con "maschere" ad alta tecnologia e altri componenti, noti nel complesso come "controllo attivo del fronte d'onda", questi specchi eliminano l'interferenza causata dalle onde luminose che si piegano ai bordi degli elementi di blocco della luce del coronografo. Il risultato finale è che la luce delle stelle viene notevolmente attenuata, mentre gli oggetti debolmente luminosi (che prima erano invisibili) appaiono relativamente non attenuati.
Test dei componenti critici La struttura High-Contrast Imaging Testbed (HCIT) del JPL della NASA è un grande laboratorio ottico che ospita tre banchi di prova ottici all'interno di camere a vuoto progettate per far progredire le tecnologie dei coronografi per lo spazio.
Il banco di prova romano è una camera a vuoto di 6 piedi di diametro con una sezione cilindrica di 7,5 piedi, e può ospitare tavoli fino a 8 piedi di lunghezza se si tiene conto del rigonfiamento verso l'esterno delle porte della calotta terminale. I cavi di alimentazione, i cavi dati, le linee d'acqua e le fibre ottiche passano attraverso le porte sulle pareti laterali. Due porte sono occupate da ombelicali per telecamere per collegare le custodie delle telecamere montate sul banco all'aria del laboratorio, che consentono di utilizzare le telecamere Andor Neos CMOS come rilevatori scientifici nella camera, nonostante la loro mancanza di compatibilità con il vuoto.
Il banco stesso è un tavolo ottico invar di 6,5 x 4 piedi posizionato su tre gambe isolanti a rigidità negativa 500CM-1CV della tecnologia Minus K personalizzate per il vuoto, per isolare passivamente il banco dalle vibrazioni.
Queste gambe sono dotate di una gamma di regolazione manuale che consente di restituirle per tenere conto dei cambiamenti nella distribuzione del peso sul tavolo in seguito a modifiche hardware.
Il banco di prova è pesantemente strumentato con sensori di temperatura e alcuni accelerometri, con monitor di contaminazione previsti per il futuro. La temperatura della parete della camera viene mantenuta entro ±0,1 K utilizzando un semplice sistema di controllo. Un controllo più sofisticato viene utilizzato per stabilizzare la temperatura dello specchio deformabile (DM) a livelli di milli-K
a livelli di milli-K.
All'interno di Roman, il banco e il sub-banco del telescopio ottico (OTA) sono sottoposti a cicli di controllo termico PI indipendenti che stabilizzano la temperatura media del banco a 30 mK P-V in condizioni normali. La camera stessa è controllata a un set point al di sopra dell'ambiente di laboratorio da un loop PID implementato con uno strato isolante di nastro riscaldante, e può essere stabilizzata a 50 mK P-V. Tutti i supporti ottici sono stati ricavati dall'invar con legami ottici all'interno di supporti a flessione, per ridurre al minimo l'effetto delle fluttuazioni termiche residue sul sistema. Le principali
fonti di calore sul tavolo sono le due fotocamere e l'elettronica del DM, tutte raffreddate da una coppia di anelli esterni di raffreddamento ad acqua.
Un simulatore di telescopio su un sottobanco è montato cinematicamente nell'angolo nord-ovest del banco e simula la parte anteriore del telescopio. Questo include uno specchio jitter (JM) per iniettare errori di punta/inclinazione nel coronografo in modo controllato, e un simulatore del gruppo ottico del telescopio che definisce la pupilla a monte e fornisce luce non collimata.
Il Decadal Survey Testbed (DST) è un nuovo banco di prova avanzato che ha lo scopo di dimostrare le tecnologie del coronografo necessarie per una missione successiva a quella di Roman, che prevede l'immagine diretta e la caratterizzazione di esopianeti simili alla Terra, ed è costituito da un simulatore di sorgente stellare, due specchi deformabili (DM) per il controllo del fronte d'onda, maschere per il coronografo, un sensore del fronte d'onda e una telecamera di imaging. Il design optomeccanico del DST riduce al minimo i disturbi del laboratorio e dell'ambiente locale.
Il DST è costituito da un tavolo ottico in fibra di carbonio altamente stabile alle fluttuazioni termiche. Include anche un controllo attivo della temperatura e gli isolatori di vibrazioni a rigidità negativa SM-1CV di Minus K, personalizzati per l'uso all'interno della camera a vuoto, per ridurre la sensibilità alle vibrazioni microsismiche e di laboratorio.
Espandere la nostra conoscenza Il telescopio spaziale Roman monitorerà centinaia di milioni di stelle ogni 15 minuti per mesi interi, cosa che nessun altro telescopio spaziale è in grado di fare. Rileverà centinaia di oggetti cosmici interessanti, tra cui pianeti nani, pianeti canaglia, nane brune (troppo massicce per essere caratterizzate come pianeti, ma non abbastanza massicce per diventare stelle), comete, asteroidi e cadaveri stellari, tra cui stelle di neutroni e buchi neri, che si lasciano alle spalle quando le stelle esauriscono il loro carburante all'interno del nostro sistema solare.

{{medias[218326].title}}

{{medias[218326].description}}