Zusammenfassung:
Die NASA gab bekannt, dass das römische Weltraumteleskop Nancy Grace kürzlich eine Reihe wichtiger Ausrichtungstests erfolgreich abgeschlossen hat und sein Koronagraph zum ersten Mal erfolgreich Lichtsignale aus dem Universum empfangen hat. Dies ist ein Zeichen dafür, dass diese neue Generation astronomischer Beobachtungsgeräte, deren Aufgabe es ist, Exoplaneten zu finden und zu untersuchen, wichtige Fortschritte gemacht hat, bevor sie offiziell mit der wissenschaftlichen Erkundung beginnt.
Nach Angaben der NASA hat das römische Weltraumteleskop vom 15. bis 21. September den Test des Präzisionsleitsystems abgeschlossen. Dieses System ist dafür verantwortlich, dass das Teleskop bei Langzeitbeobachtungen stabil auf dem gleichen Himmelsbereich bleibt. Dann, am 22. September, entdeckte der am Teleskop montierte Koronograph erfolgreich Licht aus dem Universum und vollendete damit den ersten „augenöffnenden Blick auf das Universum“.
Die wichtigste wissenschaftliche Ausrüstung des Römischen Teleskops, der Wide Field Surveyor, ist mit 18 Detektoren ausgestattet. Jeder Detektor reserviert einen kleinen Bereich, um Leitsterne, deren Positionen bekannt sind, kontinuierlich zu verfolgen. Wenn die Beobachtung beginnt, richtet das Lagekontrollsystem des Raumfahrzeugs das Teleskop zunächst auf das vorgegebene Zielgebiet. Anschließend überwacht das Präzisionsleitsystem kontinuierlich die Position des Leitsterns und nimmt in Echtzeit Korrekturen für etwaige kleine Abweichungen vor. Ohne diese Einstellmechanismen ist das Teleskop nicht in der Lage, qualitativ hochwertige Bilder zu erhalten, die klar genug sind.
Begonia Vera, Direktorin des Leitinstrumentensystems am Goddard Space Flight Center der NASA, sagte, dass jede Beobachtung mit einem römischen Teleskop von seiner Fähigkeit abhängt, das Zielgebiet über einen langen Zeitraum präzise auszurichten, und dass eine Tiefenbelichtung Minuten oder sogar Stunden dauern kann. Das Leitsystem sendet etwa viermal pro Sekunde Informationen über die Position des Leitsterns an das Lagekontrollsystem, damit das System die Drift rechtzeitig korrigieren kann. Testergebnisse zeigen, dass das Teleskop im Weitfeld-Vermessungsbeobachtungsmodus 30 Minuten lang eine Stabilität von mehr als einem Hunderttausendstel Grad aufrechterhalten kann; Im Koronagraph-Modus mit längerer Beobachtungszeit kann es bis zu 8 Stunden lang kontinuierlich und stabil arbeiten.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass dieses Stabilitätsniveau dem kontinuierlichen und präzisen Bestrahlen eines US-Cent-Dollars mit einem Laserstrahl aus einer Entfernung von etwa 240 Kilometern entspricht. Das Ingenieurteam wird die Systemleistung in Zukunft weiter optimieren, mit dem Ziel, diese Genauigkeit auf das gleiche Niveau der Zielfähigkeit auf eine Entfernung von 370 Kilometern zu verbessern.
Zusätzlich zu den herkömmlichen Führungsmethoden wird das römische Teleskop auch eine neue Führungstechnologie testen. Im Gegensatz zu vielen anderen Weltraumteleskopen ist Roman nicht mit unabhängigen Leitinstrumenten ausgestattet. Es wird Spektraldaten aus wissenschaftlichen Beobachtungen als Positionierungsreferenz verwenden, anstatt sich zur Verfolgung nur auf Sternpunktbilder zu verlassen. Da das Teleskop selbst über Spektralmessfunktionen verfügt, kann es diese Daten direkt nutzen, um eine hochpräzise Lageregelung zu erreichen. Das Forschungsteam plant, dieses innovative Modell in den kommenden Wochen zu validieren.
Nachdem die Überprüfung des Präzisionsleitsystems abgeschlossen war, führten die Forscher am 22. und 27. September weitere Tests in Verbindung mit dem Koronographen durch. Die Hauptaufgabe eines Koronographen besteht darin, das extrem helle Licht eines Sterns auszublenden, sodass Wissenschaftler Planeten beobachten können, die den Stern umkreisen und viel weniger leuchtend sind als der Stern selbst, sowie die Staubscheibe, die den Stern umgibt.
Villa sagte, dass der Koronograph über einen unabhängigen internen Stabilisierungsmechanismus verfügt und seine Stabilität sogar höher ist als die des Weitbereichsvermessers. Diese ultrahohe Stabilität ist für die direkte Fotografie von Exoplaneten von entscheidender Bedeutung, da bereits geringfügige Vibrationen oder Ausrichtungsfehler dazu führen können, dass starkes Licht vom Stern in das Instrument eindringt und das ursprünglich schwache Planetensignal vollständig übertönt.
Der Koronagraph wurde am 1. September in Betrieb genommen und Mitte des Monats kontinuierlich der Zustand der digitalen, elektronischen und mechanischen Systeme überprüft. Nachdem das Team bestätigt hatte, dass das Präzisionsleitsystem die Stabilitätsanforderungen erfüllen konnte, passte es den Fokus des Instruments an und führte die erste unvollständige Weltraumbeobachtung durch. Diese ersten Daten werden Ingenieuren dabei helfen, die Geräteleistung weiter zu optimieren.
Vanessa Bailey, eine Koronograph-Wissenschaftlerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, sagte, dass diese Beobachtung beweise, dass das Instrument fokussierte Bilder erzeugen könne. Obwohl es sich nur um einen Test mit begrenztem Umfang handelt, beginnt damit eine Reihe von Verifizierungsaufgaben, die nach und nach verbessert und immer komplexer werden, um sich auf zukünftige formelle wissenschaftliche Beobachtungen vorzubereiten.
Bei seinem ersten Test zielte der Koronograph auf einen schwachen Stern in der Großen Magellanschen Wolke. Im Bild erscheint etwas zusätzliches Rauschen, da der Detektor absichtlich über seiner endgültigen Betriebstemperatur gehalten wird, um zu verhindern, dass Verunreinigungen an der Detektoroberfläche haften.
Die anfängliche Aufgabe, erklärte Bailey, bestand lediglich darin, zu bestätigen, dass sich das Licht reibungslos durch das gesamte System bewegen kann. In der anschließenden zweiten Testphase wurden die Zeigefähigkeiten des Instruments weiter überprüft. Das Team senkte die Temperatur des Detektors, um die Empfindlichkeit zu erhöhen, und beobachtete eine weitere Region in der Großen Magellanschen Wolke. Die Forscher hatten erwartet, eine große Anzahl von Sternen in einem einzigen Bild zu sehen, und das Endergebnis war genau wie erwartet, sehr zur Erleichterung des Teams.
Da das Präzisionsleitsystem und der Koronograph nacheinander wichtige Überprüfungen bestanden haben, tritt das römische Weltraumteleskop allmählich in die Phase des wissenschaftlichen Betriebs ein. In Zukunft wird es nicht nur groß angelegte kosmische Erkundungsmissionen durchführen, sondern auch fortschrittliche koronale Bildgebungstechnologie nutzen, um Planetensysteme um nahegelegene Sterne zu erkunden und den Menschen neue Möglichkeiten zur direkten Beobachtung entfernter Welten und zur Suche nach potenziell bewohnbaren Planeten zu bieten.
Kommentare