Значение на римския космически телескоп „Нанси Грейс“

Космическият телескоп „Нанси Грейс“ (известен още като „Римски телескоп“) ще бъде изстрелян в космоса на 30 август 2026 г. Той ще бъде разположен и ще работи от квазихало орбита около втората точка на Лагранж Слънце-Земя (L2) в близост до космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) на разстояние 1.5 милиона км от Земята. Посветен на изучаването на тъмната материя, тъмната енергия и екзопланетите, „Римски телескоп“ ще извършва мащабни изследвания на повече от милиард галактики и галактически купове, картографирайки разпределението и еволюцията на материята и измервайки историята на разширяване на Вселената. Това ще даде представа за ефектите на тъмната материя и тъмната енергия върху формите и разпределението на галактиките и галактическите купове във Вселената. Той ще наблюдава далечни свръхнови тип Ia, които действат като трасери на ускореното разширяване на Вселената, за да характеризират тъмната енергия. Използвайки микролещи, директно изобразяване и транзити, „Римски телескоп“ ще търси и изучава екзопланети и се очаква да разкрие повече от 100 000 екзопланети, докато преминават през своите звезди. Роман ще заснема по-големи изображения и ще предоставя цялостен изглед, докато телескопът Джеймс Уеб прави мощни наблюдения, гледайки по-далеч назад във времето с по-висока резолюция. Заедно те могат да бъдат от голяма полза в астрономическите изследвания. 

Небесните тела (като звезди, планети и луни) и техните периодични движения, наблюдавани в нощното небе, винаги са интригували човешките умове още от праисторическата епоха. Наблюденията в нощното небе на позициите и моделите на движение на звездите исторически са били използвани за определяне на посока и навигация по време на пътешествия. Изобретяването на телескопа – устройството за наблюдение на отдалечени обекти чрез тяхното излъчване, поглъщане или отражение на електромагнитно лъчение – в началото на 17 ^век е било важен момент, тъй като е помогнало за преодоляване на ограниченията на наблюдението с невъоръжено око и е направило възможни подробни астрономически наблюдения. В началото оптичните телескопи доминирали в областта, но скоро радиотелескопите и слънчевите телескопи намерили приложение в бързо развиващата се област на астрономията. Скоро се осъзнало, че астрономическите наблюдения, направени от наземните телескопи, са изкривявани поради смущения в земната атмосфера. Едно възможно решение било да се поставят телескопи в космоса, защото космическите телескопи предлагали предимства по отношение на ясни изображения, по-широк спектърен достъп и по-дълбока видимост в космоса в сравнение с наземните телескопи.

Космически телескопи

Идеята за космически телескоп е предложена от Лайман Спицер през 1946 г. Смятало се е, че наблюденията, направени от телескопа, разположен в космоса, ще бъдат без изкривявания, причинени от турбулентната атмосфера на Земята. Също така, би било възможно космически телескоп да наблюдава UV, рентгенови и инфрачервени дължини на вълните, които се абсорбират от молекулите на въздуха в атмосферата. Орбитална астрономическа обсерватория 2 (OAO-2), известна още като Stargazer, е първият успешен космически телескоп, който прави наблюдения в UV диапазона. Той е изстрелян през 1968 г. и остава в експлоатация до 1973 г. 

Космическият телескоп Хъбъл е може би най-известният космически телескоп. Той е голяма оптична обсерватория и е изстрелян през 1990 г. Паркиран на около 540 км над Земята в ниска околоземна орбита, телескопът Хъбъл работи през последните 35 години. Неговите дълбокополезни наблюдения са разкрили хиляди неизвестни досега далечни галактики. Той е допринесъл и за изчисляването на точната възраст и скоростта на разширяване на Вселената и се смята за важен етап в космическите астрономически наблюдения. 

Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) е друго значимо име. Изстрелян на 25 декември 2021 г., JWST е най-големият и най-мощен космически телескоп досега. За разлика от „Хъбъл“, който е оптична обсерватория в ниската околоземна орбита, JWST е инфрачервена обсерватория, разположена във втората точка на Лагранж (L2), на около 1.5 милиона км от Земята. Посветен на изучаването на ранната Вселена, JWST е проектиран да погледне назад 13.5 милиарда години, за да наблюдава първите галактики, образувани след Големия взрив. През последните пет години от дейността си JWST революционизира областта на астрономията, особено изучаването на ранната Вселена.

Римски космически телескоп Нанси Грейс

Планирано за изстрелване на 30 август 2026 г., космическият телескоп „Нанси Грейс Роман“, или просто „Роман“, е кръстен на Нанси Грейс Роман, която е първият главен астроном на НАСА, на когото се приписва ръководенето на проекта за космическия телескоп „Хъбъл“. За разлика от „Хъбъл“, който е разположен в ниска околоземна орбита, „Роман“ ще бъде разположен и ще работи от квазихало орбита около втората точка на Лагранж Слънце-Земя (L2) в близост до JWST на разстояние 1.5 милиона км от Земята.  

Римският телескоп ще бъде дълъг над 12.7 метра и широк над 4.4 метра, когато бъде напълно разгърнат. Неговата резолюция и чувствителност ще бъдат сравними с тези на Хъбъл, благодарение на същия размер на първичното огледало (т.е. 2.4 метра в диаметър). 

Въпреки това, Roman ще има зрително поле 100 пъти по-голямо благодарение на своята 300-мегапикселова многолентова камера в близката инфрачервена област, наречена Wide Field Instrument (WFI), която ще осигурява широкоъгълно изобразяване и спектроскопия. Широкото зрително поле с висока резолюция на изображенията и бързите скорости на изследване ще позволят на Roman Telescope да извършва мащабни изследвания на повече от милиард галактики и галактически купове, картографирайки разпределението и еволюцията на материята и измервайки историята на разширяване на Вселената. Това ще даде представа за ефектите на тъмната материя и тъмната енергия върху формите и разпределението на галактиките и галактическите купове във Вселената. 

Римският телескоп ще наблюдава и далечни свръхнови тип Ia, които действат като трасери на ускореното разширяване на Вселената, за да характеризират тъмната енергия. Очевидно е, че широкоъгълният инструмент (WFI) ще играе ключова роля в изучаването на тъмната материя и тъмната енергия от Римския телескоп. Поради основополагащата роля на широкоъгълния инструмент, Римският телескоп преди е бил наричан широкоъгълен инфрачервен обзорен телескоп (WFIRST).  

„Роман“ ще търси и изучава и екзопланети. За целта ще използва микролещи, директно изобразяване и транзити. Очаква се наблюденията на „Роман“ да разкрият повече от 100 000 екзопланети, докато преминават през своите звезди. Инструментът „Коронограф“ на борда на телескопа „Роман“ ще блокира интензивното звездно отблясъци и ще фотографира екзопланети и дискове от отломки в орбита около тях. 

По този начин Роман ще допринесе за изучаването на тъмната материя, тъмната енергия и екзопланетите. 

Римски телескоп и телескоп Джеймс Уеб 

Космическите телескопи „Нанси Роман“ и „Джеймс Уеб“ ще работят едновременно. И двата ще изучават Вселената предимно в инфрачервена светлина, но се различават по възможностите си за изображения, но могат да се допълват взаимно при изучаването на астрономически явления. 

Докато широкоъгълният инструмент (WFI) позволява на Роман да заснема по-големи изображения (50 пъти по-големи от тези, които Webb може да заснеме) и предоставя цялостен изглед, телескопът James Webb прави мощни наблюдения, гледайки по-далеч назад във времето с по-висока резолюция. Това е така, защото основното огледало на Webb е много по-голямо (6.5 метра) в сравнение с това на Роман (2.4 метра). 

Цялостният поглед на Роман върху нещата и убедителните наблюдения на Уеб, взети заедно, могат да бъдат от голяма полза в астрономическите изследвания. 

Римският телескоп ще има основен живот на мисията от пет години и петгодишна удължена мисия. 

***

Литература: 

1. НАСА. Римски космически телескоп „Нанси Грейс“. Достъпно на https://science.nasa.gov/mission/roman-space-telescope/
2. Римският космически телескоп на НАСА започва интегрирани операции за изстрелване. Публикувано на 10 август 2026 г. Достъпно на https://science.nasa.gov/blogs/roman/2026/08/10/nasas-roman-telescope-team-begins-integrated-operations-for-launch/
3. Любопитната вселена на НАСА – римски сериал: Новият поглед на НАСА към тъмната вселена. Сезон 13, епизод 1. Публикувано на 11 август 2026 г. Достъпно на https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-series-nasas-new-view-of-the-dark-universe/
4. Любопитната вселена на НАСА – римски сериал: Юпитери около други слънца. Сезон 13, епизод 2. Публикувано на 18 август 2026 г. Достъпно на https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-exoplanets/
5. Бартусек, ЛМЛ и др. „Внедряване и предизвикателства на обсерваторията за римски космически телескоп „Нанси Грейс““ IEEE Аерокосмическа конференция 2022 (AERO), Биг Скай, Монтана, САЩ, 2022, стр. 01-14, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO53065.2022.9843415

***

Още по темата: 

1. Кафяви джуджета (BDs): Телескопът James Webb идентифицира най-малкия обект, образуван по подобен на звезда начин  (5 януари 2024) 
2. Космически телескоп Джеймс Уеб (JWST): Първата космическа обсерватория, посветена на изучаването на ранната Вселена  (6 ноември 2021 г.) 
3. Наблюденията на дълбокото поле на JWST противоречат на космологичния принцип (28 март 2025) 
4. Джеймс Уеб (JWST) предефинира външния вид на галактиката Сомбреро (Месие 104)  (26 Ноември 2024) 
5. Парадоксът на богатите на метал звезди в ранната вселена  (27 Септември 2024) 
6. Ранна вселена: Най-отдалечената галактика „JADES-GS-z14-0″ предизвиква моделите за образуване на галактика  (12 август 2024)
7. XPoSat: ISRO стартира втората в света „Космическа обсерватория за рентгенова поляриметрия“  (1 януари 2024) 
8. Ултра дълбоки полеви наблюдения на Джеймс Уеб: Два изследователски екипа за изследване на най-ранните галактики  (24 юни 2022) 
9. Откриване на първия кандидат за екзопланета извън нашата домашна галактика Млечен път (28 октомври 2021) 
10. Изследване на екзопланети: Планетите от TRAPPIST-1 са сходни по плътност  (25 януари 2021)

***