Teleskop kosmiczny Nancy Grace Roman NASA, który ma być jednym z najważniejszych narzędzi do badania kosmosu, osiągnął kolejny ważny etap swojej budowy. Serce tego teleskopu, znane jako Focal Plane System (FPS), zostało niedawno dostarczone do firmy Ball Aerospace w Boulder w Kolorado w celu zintegrowania z Wide Field Instrument (WFI), czyli szerokokątnym instrumentem obrazującym. Ten krok przynosi naukowcom coraz bliżej zbierania wyjątkowych obrazów, które pozwolą na zgłębianie tajemnic ciemnej energii i ciemnej materii, poszukiwanie egzoplanet oraz badanie wielu tematów z zakresu astrofizyki podczerwonej.

 

 

Dostarczenie serca teleskopu do firmy Ball Aerospace

Proces dostarczania i integracji części teleskopu kosmicznego jest jednym z kluczowych elementów budowy misji Nancy Grace Roman. Po wielu latach intensywnych prac inżynieryjnych, serce teleskopu, zwane Focal Plane System (FPS), zostało niedawno przewiezione do firmy Ball Aerospace w Boulder, Kolorado. Tutaj zostanie ono zintegrowane z szerokokątnym instrumentem obrazującym, czyli Wide Field Instrument (WFI). Integracja tych dwóch elementów jest kluczowa dla prawidłowego funkcjonowania misji i zbierania unikalnych danych kosmicznych.

 

Skład FPS (Focal Plane System)

Focal Plane System (FPS) jest rdzeniem aparatu teleskopu kosmicznego Nancy Grace Roman NASA. Składa się on z dużego zespołu detektorów i powiązanej z nimi elektroniki. Detektory zostały opracowane przez inżynierów w Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland oraz firmę Teledyne Scientific & Imaging w Camarillo w Kalifornii. To imponujące osiągnięcie technologiczne umożliwia misji Romana zbieranie danych z niezwykłą rozdzielczością obrazów. Każdy z 18 detektorów Romana składa się z aż 16,8 miliona malutkich pikseli, które pozwolą astronomom zaglądać przez pył kosmiczny i rejestrować rozległe obszary kosmosu. Dzięki temu teleskop będzie tworzył wysokorozdzielcze panoramy wszechświata, otwierając nowe możliwości badawcze.

„Matryca ogniskowa Romana to jedna z największych, jakie kiedykolwiek były używane na pokładzie obserwatorium kosmicznego” – powiedziała Mary Walker, menedżer WFI Romana w Goddard. „Jej powstanie jest wynikiem wielu lat innowacji ze strony bardzo oddanego zespołu, który z niecierpliwością oczekuje niesamowitej nauki, jaką Romani nam dostarczy.”

 

Temperatura i schładzanie

Aby detektory Romana działały optymalnie, konieczne jest utrzymanie ich w niskiej temperaturze. Detektory muszą pracować przy ekstremalnej temperaturze minus 288 stopni Fahrenheitów, czyli minus 178 stopni Celcjusza. Są one tak wrażliwe, że nawet pobliskie elementy w szerokokątnym instrumencie muszą być odpowiednio schłodzone, aby nie zakłócały działania detektorów. Gdyby ciepło z tych elementów przeniknęło do detektorów, mogłoby to spowodować zakłócenia w odbieranych sygnałach i wpłynąć na jakość obserwacji. Dlatego ważne jest, aby system radiatorów w teleskopie kierował odpadowe ciepło z elementów instrumentu z dala od detektorów, wychładzając je w przestrzeń kosmiczną. Dzięki temu Roman będzie wrażliwy na słabe sygnały z odległych galaktyk i innych obiektów kosmicznych, umożliwiając badanie wszechświata w niezwykle szczegółowy sposób.

 

Budowa i integracja radiatorów

Po zainstalowaniu FPS, technicy kontynuują prace nad budową i integracją radiatorów instrumentu. Radiatory są niezwykle istotne dla prawidłowego działania teleskopu i utrzymania odpowiedniej temperatury. Skuteczne schładzanie detektorów wymaga przekierowania ciepła z elementów instrumentu i odprowadzenia go w przestrzeń kosmiczną. Proces ten zapewni, że temperatura detektorów oraz innych elementów instrumentu będzie utrzymywana na odpowiednim poziomie. Dzięki temu teleskop będzie w stanie działać w optymalnych warunkach i zbierać dokładne dane naukowe.

Budowa radiatorów jest precyzyjnym procesem, który wymaga starannego projektowania i wykonania. Zespół inżynierów i techników dba o to, aby radiatory były skonstruowane z wysokiej jakości materiałów i zapewniały efektywne odprowadzanie ciepła. Ich zadaniem jest również zapewnienie optymalnego dopasowania do reszty teleskopu, aby cały system działał zgodnie z założeniami.

 

Po zainstalowaniu radiatorów kamera teleskopu Nancy Grace Roman będzie kompletna i gotowa do przeprowadzenia testów termowakuowych. W tym procesie technicy sprawdzą, czy cały system działa zgodnie z oczekiwaniami i czy temperatura detektorów jest utrzymywana na odpowiednim poziomie. Testy te są niezwykle istotne, ponieważ umożliwiają zweryfikowanie poprawności działania instrumentu przed jego wysłaniem w przestrzeń kosmiczną.

 

Zespół projektowy spodziewa się, że całe Wide Field Instrument (WFI) wraz z zainstalowanymi radiatorami powróci do Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda NASA wiosną 2024 roku. Tam nastąpi ostateczna integracja instrumentu z resztą obserwatorium i przygotowanie do kolejnych etapów misji.

 

 

Źródło, Fot: NASA