Нэнси Грейс Роман (телескоп) — Википедия
Нэнси Грейс Роман | |
---|---|
![]() 3D изображение космического телескопа | |
Организация | NASA / JPL / GSFC |
Тип орбиты | гало-орбита |
Дата запуска | май 2027 года (планируется)[1] |
Место запуска | КЦ Кеннеди, LC-39А |
Средство вывода на орбиту | Falcon Heavy[2][1] |
Масса | 4166 кг[3], 4059 кг[3] и 107 кг[3] |
Диаметр | 2,36 м[4] |
Научные инструменты | |
Логотип миссии | |
Сайт | wfirst.gsfc.nasa.gov |
![]() |
Космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» (англ. Nancy Grace Roman Space Telescope, англ. Roman Space Telescope, RST; предыдущий вариант названия — Wide Field Infrared Survey Telescope) — широкодиапазонная инфракрасная обсерватория, шестая «великая» обсерватория НАСА, которая была рекомендована в 2010 году Десятилетним опросным комитетом Национального исследовательского совета США в качестве главного приоритета на следующее десятилетие в астрономии. 17 февраля 2016 года WFIRST был официально назначен миссией NASA[5]. В мае 2020 года был назван в честь Нэнси Роман, одной из первых женщин-руководителей в НАСА[6].
Обсерватория RST должна стать идеологическим наследником сразу трёх миссий — Хаббла, инфракрасного телескопа WISE и запущенной 25 декабря 2021 года обсерватории «Джеймс Уэбб». RST должна получить первые прямые фотографии экзопланет, раскрыть сущность тёмной энергии и понять, как распределена материя по Вселенной.
История программы
[править | править код]Разработка телескопа
[править | править код]- 16 августа 2010 года Национальный исследовательский совет (NRC) академий наук США обнародовал обзор направлений исследовательской работы в области астрономии и астрофизики на следующее десятилетие. Приоритет среди крупных космических проектов, стоимость которых превышает миллиард долларов, отдан космической инфракрасной обсерватории WFIRST с зеркалом 1,3 метра и предполагаемым бюджетом 1,6 млрд долларов[7].
- В 2010 году была сформирована Рабочая группа (Science Definition Team, SDT) проекта WFIRST.
- 5 июня 2012 года стало известно, что Национальное управление военно-космической разведки США подарило НАСА две основы для телескопов, которые изначально намеревалось использовать для слежения за поверхностью Земли с орбиты, но затем планы разведки поменялись, и уже созданные инструменты признали устаревшими и невостребованными. По размеру главного зеркала они соответствовали телескопу «Хаббл» (2,4 метра), но обладали примерно в 100 раз бо́льшим полем зрения[8]. Одну из подаренных основ было решено использовать после соответствующего обновления в качестве базы для проекта WFIRST.
- 19 февраля 2016 года проект WFIRST был одобрен для полноценного изготовления и запуска с максимальным бюджетом в 3,2 миллиарда долларов[9].
- 19 октября 2017 года НАСА опубликовало отчёт независимой от основной рабочей группы специалистов, согласно которому стоимость телескопа составит от 3,9 млрд до 4,2 млрд долларов. Кроме того, в отчете независимые эксперты ставят под сомнение ключевые решения специалистов JPL: коронограф реализовать сложнее, чем планирует JPL. Это же касается и некоторых других элементов будущего телескопа[10].
- 28 августа 2019 года НАСА сообщило об успешном прохождении стадии защиты эскизного проекта (preliminary design review, PDR) будущего телескопа[11][12].
- 24 сентября 2019 года JPL объявила об успешной защите эскизного проекта коронографа, который защитит высокочувствительную оптику будущего телескопа; таким образом, подтверждена готовность к сборке летного экземпляра этого инструмента[13][14][15].
- 3 сентября 2020 года было изготовлено главное 2,4-метровое зеркало телескопа. Оно имеет тот же размер, что и у телескопа им. Хаббла, но весит меньше четверти — 186 кг.[16] Зеркало Хаббла 828 кг.[17].
- 6 мая 2021 года НАСА объявило о завершении анализа проекта (стадия Critical Design Review) коронографа, таким образом утвердив его окончательный вид. Теперь специалисты перейдут к изготовлению и сборке полетного варианта инструмента[18][19].
- 29 сентября 2021 года НАСА объявило о завершении всех проектных и опытно-конструкторских работ по телескопу (стадия Critical Design Review). Ожидается, что полетное оборудование и научные инструменты будут готовы в 2024 году, после чего начнется сборка всего телескопа и его испытания[20][21].
Подготовка и запуск
[править | править код]- Согласно первоначальным планам космического агентства, постройка WFIRST изначально должна была начаться в 2019 году, однако она была перенесена на несколько лет из-за неясного статуса проекта.
- В 2018 и 2019 годах власти США пытались полностью закрыть проект в связи с переориентацией на реализацию лунной программы «Артемида». Подобные предложения вызвали протесты научного сообщества и многих конгрессменов и сенаторов, в результате чего проект удалось сохранить.
- В начале 2020 года запуск телескопа планировалось осуществить в октябре 2026 года.
- В сентябре 2021 года запуск телескопа планировалось осуществить не позднее мая 2027 года ракетой-носителем Delta IV Heavy.
- 19 июля 2022 года НАСА сообщило, что для запуска телескопа в октябре 2026 года выбрана сверхтяжелая ракета-носитель Falcon Heavy компании SpaceX. Стоимость контракта составит 255 млн долларов[1].
Научные задачи
[править | править код]Научные задачи RST относятся к передовым вопросам в космологии и исследованиях экзопланет.
- Широкоугольная камера WFI
- Поиск ответов на основные вопросы о темной энергии (совместно с программой ЕКА EUCLID), в том числе: вызвано ли космологическое ускорение новым компонентом энергии или нарушением принципов общей относительности на космологических масштабах. Телескоп будет использовать три метода поиска темной энергии: поиск барионных акустических осциляций[англ.], наблюдение за удаленными сверхновыми, использование слабого гравитационного линзирования.
- Коронограф
Изначально планировалось разработать и установить полноценный прибор, но из-за финансовых ограничений (проект RST едва укладывается в бюджет, а администрация Президента Трампа неоднократно предлагала его отменить) было принято решение ограничиться демонстратором технологий, который, тем не менее, сможет получать ценную для науки информацию. С помощью коронографа будет возможно получать изображения и спектры гигантских экзопланет (супер Юпитеров). Но главная цель коронографа телескопа RST — проверка технологий, которые будут использованы в будущих миссиях. Ожидается, что в течение первых 18 месяцев работы коронограф должен продемонстрировать свою работоспособность, после чего ученые со всего мира смогут подать заявки на наблюдения.
- Продолжение поиска крупных экзопланет размером с Юпитер и массой в 10 % от земной[22] (небольшие каменистые планеты, вроде наших Земли и Марса, данный коронограф увидеть не сможет) методом микролинзирования:
- — насколько часто планетные системы похожи на солнечную;
- — какие типы планет существуют во внешних холодных регионах систем;
- — что определяет пригодность для жизни для планет земной группы.
- Обзор затронет 100 млн звезд в течение сотен дней с ожидаемым результатом в 2,5 тыс. открытых экзопланет.
- Получение непосредственных изображений крупных экзопланет, вроде газовых гигантов Солнечной системы, и изучение их спектров.
- Изучение кометных облаков, астероидов, газа и пыли, подобные главному поясу астероидов или облаку Оорта в Солнечной системе, окружающие далекие светила. Предполагается, что их изучение прояснит историю рождения Земли и всей Солнечной системы в целом.
Научные инструменты
[править | править код]Wide-Field Instrument (WFI, широкопольный инструмент) — широкоугольная 288-мегапиксельная многоспектральная камера инфракрасного диапазона разработки Lockheed Martin. Четкость изображений будет близка к фотографиям телескопа Хаббл, но на снимок WFIRST будет попадать около 0,28 квадратных градусов неба, что в сто раз больше чем у Хаббла[23]. В WFI используются решения, похожие на те, что компания уже применяла в камере ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), которая установлена на телескопе Джеймса Уэбба. Однако фокальная решетка WFI примерно в 200 раз больше аналогичной у NIRCam. Это позволит получать панорамные изображения звездного поля. WFI будет проводить исследования темной энергии и поиск экзопланент методом микролинзирования. Ожидается, что аппаратура позволит просматривать более 200 миллионов звезд каждые 15 минут на протяжении больше года[24].
Coronagraphic Instrument (CGI, коронограф) — высококонтрастный коронограф с небольшим полем зрения и спектрометрами, покрывающими диапазон волн от видимого света до близкого ИК, также используется новая технология подавления звездного света. Представляет собой набор из нескольких светонепроницаемых ширм и двух миниатюрных гибких зеркал, чья поверхность может менять свою форму по команде с Земли. Бортовой компьютер будет подстраивать геометрию поверхности зеркал таким образом, что прибор сможет «удалять» свет далеких звезд с картинки. Это позволит увидеть планеты, которые вращаются вокруг них.
Оценка стоимости и финансирование проекта
[править | править код]- В 2010 году, ещё до того, как военные подарили НАСА 2,4-метровое зеркало, проект оценивался в 1,6 млрд долларов.
- 19 октября 2017 года НАСА опубликовало отчёт независимой от основной рабочей группы специалистов, согласно которому стоимость телескопа составит от 3,9 млрд до 4,2 млрд долларов[10].
- По состоянию на начало 2019 года Рабочая группа WFIRST оценивала стоимость создания телескопа в 3,2 млрд долларов. Столь заметное увеличение стоимости произошло по нескольким причинам: инфляция с момента первоначальных планов в 2010 году (+700 млн долларов), добавление коронографа (+500 млн долларов), затраты на сопровождение основной научной программы (+100 млн долларов), а также издержки, связанные с заменой первоначально предполагаемого зеркала диаметра 1,3 метра на подаренное военными 2,4-метровое (+300 млн долларов)[25].
- В 2020 году, до наступления пандемии COVID-19, затраты на полный жизненный цикл Roman Space Telescope оценивались в 3,9 млрд долларов. В марте 2021 года, из-за влияния пандемии и переноса срока запуска телескопа с октября 2026 года на май 2027 года, стоимость телескопа выросла ещё на 400 млн долларов[26].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 NASA Awards Launch Services Contract for Roman Space Telescope (англ.). NASA (19 июля 2022). Дата обращения: 7 августа 2022. Архивировано 7 августа 2022 года.
- ↑ NASA выбрало SpaceX для вывода космической обсерватории the Roman Space Telescope на орбиту . «Интерфакс-АВН» (20 июля 2022). Дата обращения: 27 июля 2022. Архивировано 20 июля 2022 года.
- ↑ 1 2 3 https://roman.ipac.caltech.edu/docs/WFIRST-AFTA_SDT_Report_150310_Final.pdf — С. 124.
- ↑ https://wfirst.ipac.caltech.edu/sims/Param_db.html
- ↑ "NASA Introduces New, Wider Set of Eyes on the Universe" (Press release). 2016-02-18. Архивировано 22 февраля 2016. Дата обращения: 18 февраля 2016.
- ↑ NASA Telescope Named For ‘Mother of Hubble’ Nancy Grace Roman (англ.). NASA.gov (20 мая 2020). Дата обращения: 12 августа 2020. Архивировано 20 мая 2020 года.
- ↑ В США предлагают пустить $2 млрд на поиски экзопланет и темной энергии . РИА Новости (16 августа 2010). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 3 сентября 2019 года.
- ↑ НАСА получило в подарок два "шпионских" телескопа . РИА Новости (5 июня 2012). Дата обращения: 4 сентября 2019. Архивировано 4 сентября 2019 года.
- ↑ США запустят космическую обсерваторию WFIRST в середине 20-х годов . РИА Новости (19 февраля 2016). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 3 сентября 2019 года.
- ↑ 1 2 WFIRST Independent External Technical/Management/Cost Review (WEITR) . NASA (19 октября 2017). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 1 января 2020 года.
- ↑ NASA защитило эскизный проект телескопа WFIRST . N+1 (3 сентября 2019). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 3 сентября 2019 года.
- ↑ Telescope for NASA’s WFIRST Mission Advances to New Phase of Development . NASA (28 августа 2019). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 7 ноября 2020 года.
- ↑ WFIRST Space Telescope Fitted for 'Starglasses' . Jet Propulsion Laboratory (24 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано из оригинала 25 сентября 2019 года.
- ↑ NASA защитило проект коронографа телескопа WFIRST . N+1 (25 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
- ↑ Инженеры NASA завершили работу над защитой для телескопа WFIRST . ТАСС (25 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
- ↑ Primary Mirror for NASA’s Roman Space Telescope Completed . NASA (3 сентября 2020). Дата обращения: 15 ноября 2020. Архивировано 8 декабря 2020 года.
- ↑ Optics (амер. англ.). science.nasa.gov. Дата обращения: 12 апреля 2024. Архивировано 23 апреля 2024 года.
- ↑ NASA приступило к сборке коронографа телескопа «Роман» . N+1 (7 мая 2021). Дата обращения: 7 мая 2021. Архивировано 7 мая 2021 года.
- ↑ Nancy Grace Roman Space Telescope . Twitter (6 мая 2021). Дата обращения: 7 мая 2021. Архивировано 7 мая 2021 года.
- ↑ NASA завершило проектирование телескопа «Роман» . N+1 (30 сентября 2021). Дата обращения: 1 октября 2021. Архивировано 1 октября 2021 года.
- ↑ NASA Confirms Roman Mission's Flight Design in Milestone Review . NASA (29 сентября 2021). Дата обращения: 1 октября 2021. Архивировано 1 октября 2021 года.
- ↑ Ask Ethan: What Surprises Might NASA's Future Space Telescopes Discover? Forbes (4 марта 2017). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
- ↑ Rauscher, Bernard Introduction to WFIRST H4RG-10 Detector Arrays . Дата обращения: 7 сентября 2018. Архивировано 27 декабря 2016 года.
- ↑ Ученые начнут "охоту за темной энергией" в 2020-х годах . РИА Новости (20 января 2017). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 3 сентября 2019 года.
- ↑ The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s . Arxiv.org (14 февраля 2019). Дата обращения: 6 сентября 2019. Архивировано 28 апреля 2019 года.
- ↑ Pandemic causes delay and cost increase for NASA’s Roman Space Telescope . Space News (30 сентября 2021).
Ссылки
[править | править код]- Nancy Grace Roman Space Telescope Архивная копия от 5 апреля 2021 на Wayback Machine, NASA (англ.)
- Wide-Field InfraRed Survey Telescope (WFIRST) Mission and Synergies with LISA and LIGO-Virgo Архивная копия от 30 сентября 2018 на Wayback Machine, 2014 (англ.)
- Телескоп Nancy Grace Roman раскроет тайны Вселенной Архивная копия от 28 мая 2021 на Wayback Machine