Nancy Grace Roman Space Telescope

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Wide Field Infrared Survey Telescope»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
Nancy Grace Roman Space Telescope
WFIRST Design - December 2015.jpg
Тип орбиты гало-орбита
Дата запуска май 2027
Средство вывода на орбиту Delta IV Heavy (планируется)[1]
Масса 4166 кг[2], 4059 кг[2] и 107 кг[2]
Диаметр 2,36 м[3]
Научные инструменты
Логотип миссии
Сайт wfirst.gsfc.nasa.gov
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Визуализация траектории полёта телескопа в точку Лагранжа L2 Солнце-Земля

Nancy Grace Roman Space Telescope (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[4]. В мае 2020 года был назван в честь Нэнси Роман, одной из первых женщин-руководителей в НАСА[5].

Обсерватория RST должна стать идеологическим наследником и заменой для сразу трех миссий — Хаббла, инфракрасного телескопа WISE и запущенной 25 декабря 2021 года обсерватории «Джеймс Уэбб». RST должна получить первые прямые фотографии экзопланет, раскрыть сущность темной 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[6].
  • 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 большим полем зрения[7]. 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[8].
  • 19 октября 2017 года НАСА опубликовало отчет 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[9].
  • 28 августа 2019 года НАСА сообщило об успешном прохождении стадии защиты эскизного проекта (preliminary design review, PDR) будущего телескопа[10][11].
  • 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[12][13][14].
  • 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 на четверть меньше - 186 кг[15].
  • 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[16][17].
  • 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[18][19].

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.

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[en], 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 каменистых планет, на которых может существовать вода в жидком виде. 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[20] (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, большинство из которых будут каменистыми.
  • 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[21]. 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[22].

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 отчет независимой от основной рабочей группы специалистов, согласно которому стоимость телескопа составит от 3,9 млрд до 4,2 млрд долларов[9].
  • 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)[23].
  • 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 еще на 400 млн долларов[24].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. WFIRST-AFTA Science Definition Team Final Report. NASA Goddard Space Flight Center (13 февраля 2015). Дата обращения: 10 июня 2015. Архивировано 5 апреля 2015 года.
  2. 1 2 3 https://roman.ipac.caltech.edu/docs/WFIRST-AFTA_SDT_Report_150310_Final.pdf — С. 124.
  3. https://wfirst.ipac.caltech.edu/sims/Param_db.html
  4. (2016-02-18). NASA Introduces New, Wider Set of Eyes on the Universe. Пресс-релиз. Архивировано из первоисточника 22 февраля 2016. Проверено 2016-02-18.
  5. 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.
  6. 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.
  7. НАСА получило в подарок два "шпионских" телескопа. РИА Новости (5 июня 2012). Дата обращения: 4 сентября 2019. Архивировано 4 сентября 2019 года.
  8. 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.
  9. 1 2 WFIRST Independent External Technical/Management/Cost Review (WEITR). NASA (19 октября 2017). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 1 января 2020 года.
  10. NASA защитило эскизный проект телескопа WFIRST. N+1 (3 сентября 2019). Дата обращения: 3 сентября 2019. Архивировано 3 сентября 2019 года.
  11. 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.
  12. WFIRST Space Telescope Fitted for 'Starglasses' (недоступная ссылка). Jet Propulsion Laboratory (24 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
  13. NASA защитило проект коронографа телескопа WFIRST. N+1 (25 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
  14. Инженеры NASA завершили работу над защитой для телескопа WFIRST. ТАСС (25 сентября 2019). Дата обращения: 25 сентября 2019. Архивировано 25 сентября 2019 года.
  15. Primary Mirror for NASA’s Roman Space Telescope Completed. NASA (03.09.2020). Дата обращения: 15 ноября 2020. Архивировано 8 декабря 2020 года.
  16. NASA приступило к сборке коронографа телескопа «Роман». N+1 (07.05.2021). Дата обращения: 7 мая 2021. Архивировано 7 мая 2021 года.
  17. Nancy Grace Roman Space Telescope. Twitter (06.05.2021). Дата обращения: 7 мая 2021. Архивировано 7 мая 2021 года.
  18. NASA завершило проектирование телескопа «Роман». N+1 (30.09.2021). Дата обращения: 1 октября 2021. Архивировано 1 октября 2021 года.
  19. NASA Confirms Roman Mission's Flight Design in Milestone Review. NASA (29.09.2021). Дата обращения: 1 октября 2021. Архивировано 1 октября 2021 года.
  20. 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.
  21. Rauscher, Bernard Introduction to WFIRST H4RG-10 Detector Arrays. Дата обращения: 7 сентября 2018. Архивировано 27 декабря 2016 года.
  22. 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.
  23. 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.
  24. Pandemic causes delay and cost increase for NASA’s Roman Space Telescope. Space News (30.09.2021).

Ссылки[править | править код]