«Роскошный рассветный запуск»: телескоп Roman отправился разгадывать тайны темной Вселенной

Мыс Канаверал, Флорида. Яркое солнечное утро во Флориде: космический телескоп Nancy Grace Roman оторвался от Земли на фоне волшебного голубого неба.

«Какой великолепный рассветный запуск, — сказала Джеки Таунсенд, руководитель проекта Roman Space Telescope, на пресс-конференции после старта в воскресенье, 30 августа. — Полет был великолепным — он доставил нас ровно туда, куда мы хотели. Все развертывания прошли отлично».

Roman стартовал на ракете SpaceX Falcon Heavy точно по графику в 7:26 утра по восточному времени (11:26 GMT), начав свое путешествие, которое революционизирует то, как мы видим Вселенную. Это стало возможным благодаря двум звездам его инструментального арсенала: Wide Field Instrument (WFI) и коронографу. Первый предназначен для получения изображений чрезвычайно широких участков космоса, чтобы фиксировать массу мимолетных явлений, которые трудно поймать, — таких как сверхновые, быстрые радиовсплески и, возможно, даже столкновения нейтронных звезд.

Его уникально широкий обзор также поможет ученым расшифровать тонкости темной материи и темной энергии, а возможно, и разрешить некоторые противоречия о нашей Вселенной, над которыми ученые ломали голову десятилетиями. Каков источник загадочного «хаббловского напряжения»? Почему Вселенная расширяется именно так, а не иначе? Одиноки ли мы?

Тем временем коронограф будет делать прямые снимки экзопланет и подарит нам галерею «бледно-коричневых точек» из-за пределов Солнечной системы, подобную бесценному портрету Земли «Pale Blue Dot», сделанному аппаратом Voyager.

Что происходит теперь?

После отделения от ракеты-носителя Roman начал проходить несколько стандартных постстартовых процедур: например, дегазацию — процесс, при котором аппарат выпускает захваченные газы после попадания в вакуум, — выход на положительный энергобаланс и охлаждение до очень низких температур, необходимых для защиты его инструментов.

Теперь телескопу предстоит 90-дневный период ввода в эксплуатацию, в течение которого он будет лететь к своему рабочему месту в космосе — точке Лагранжа L2 системы Солнце — Земля. Это гравитационно стабильная точка в космосе на стороне Земли, всегда противоположной Солнцу; она популярна для размещения телескопов, поскольку такая ориентация позволяет аппарату оставаться в безопасности от тепла, сохраняя при этом отличный обзор Вселенной. Примечательно, что здесь же находится и мощный космический телескоп James Webb (JWST).

«Roman преодолеет почти миллион миль от Земли до точки Лагранжа L2 и начнет передавать на Землю изображения и данные, которые внесут вклад в науку, меняющую мир, наряду с захватывающими снимками, подобными тем, что мы видим от Hubble и James Webb, — заявил администратор NASA Джаред Айзекман во время пресс-конференции. — Я не сомневаюсь, что Roman станет именем нарицательным наряду с этими великими инструментами открытий».

Безупречный запуск пополнил послужной список Roman, свидетельствующий об эффективности и производительности. Телескоп разрабатывался более десяти лет, а его общая стоимость оценивается примерно в 4 миллиарда долларов. Это может показаться огромной суммой, но для космической миссии это отличный показатель. JWST, например, обошелся примерно в 10 миллиардов долларов. Roman, по сути, был завершен с опережением графика и ниже бюджета. И теперь оказалось, что даже печально известная капризная флоридская погода не смогла остановить этого космического исследователя.

«Погода получила памятку о том, что Roman всегда приходит раньше», — пошутила Таунсенд.

Что именно будет делать Roman?

Космический телескоп Roman — огромное событие для астрономов. Прежде всего, благодаря WFI он призван обрабатывать колоссальные объемы данных за относительно короткие промежутки времени, чтобы исследовать гигантские зоны нашего космоса. Для сравнения: Hubble за примерно 35 лет службы сгенерировал около 400 терабайт данных, а Roman будет генерировать около 500 терабайт каждый год.

«Наш главный обзор займет более года и будет поистине огромным, — сказала Джули Макинери, старший научный сотрудник проекта Roman в Центре космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, на предполетной конференции в субботу, 29 августа. — Чтобы полностью отобразить одно изображение Roman из нашего крупнейшего обзора, потребуется более полумиллиона 4K-телевизоров».

Roman также будет наблюдать Вселенную в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра, как и JWST, но с широкоугольным, менее глубоким обзором — в отличие от сверхузкого, но глубокого взгляда JWST. Это очень важно, поскольку инфракрасные наблюдения позволяют видеть объекты, скрытые за межзвездной пылью и газом, а также объекты в очень (очень) далекой Вселенной, чей свет растягивается из более синих, коротких волн в более красные, длинные.

И во-вторых, коронограф Roman — это передовая технология. Это первый «активный» коронограф, запущенный в космос, то есть он способен самостоятельно подстраиваться для улучшения наблюдений. Концепция похожа на солнечное затмение: коронограф блокирует сияние звезды, чтобы все, что находится вокруг нее, попало в фокус. А это означает экзопланеты — для возможностей Roman прежде всего крупные. NASA будет использовать Roman в первую очередь для поиска миров, похожих на Юпитер, у других звезд.

«Если вы попытаетесь представить, как увидеть экзопланету рядом со звездой, это будет очень сложно, — объяснила Ванесса Бейли, научный сотрудник по коронографу Roman, на предполетном брифинге. — Звездный свет будет подавляюще ярким. Это все равно что пытаться увидеть светлячка рядом с маяком за сотни миль. Мы можем использовать технологию под названием коронограф внутри нашей камеры, чтобы заблокировать этот маяк и увидеть светлячка».

Особенность активного коронографа в том, что он может изменять свою аппаратную конфигурацию, чтобы увеличить количество целей для изучения. Шон Домагал-Голдман, руководитель отдела астрофизики NASA, предложил аналогию с визитом к окулисту:

«Они измерили мои глаза, измерили мое зрение, а затем выписали мне рецепт, по которому я заказал линзы, призванные компенсировать искажения, которые вносят мои глаза, — объяснил он. — Коронограф, по сути, делает то же самое: проводит измерения, а затем с помощью деформируемых зеркал в быстром темпе корректирует "зрение" телескопа».

«В 1990 году, когда мы запускали Hubble, мы даже не знали о существовании экзопланет, — сказала Ники Фокс, заместитель администратора Управления научных миссий NASA, на брифинге. — К концу работы Roman их будет известно, возможно, 100 000».

«Край обрыва»

Макинери описала сегодняшний запуск как переходную точку и сказала, что техническая команда Roman чувствует себя «на краю обрыва». Специалисты по запуску теперь передадут эстафету ученым, которые начнут использовать машину, ради безопасной доставки которой в космос они так упорно работали.

«Мы вот-вот шагнем в неизвестность, — сказала она. — Я с нетерпением жду следующих нескольких месяцев, когда мы будем включать приборы, выяснять, насколько хорошо все работает, и наконец получим возможность использовать эту обсерваторию, этот телескоп, эти инструменты в космосе, в той среде, для которой они созданы».

Скоро наука хлынет потоком, добавила она: «Знаете, у меня нет подходящих слов, потому что это просто невероятно захватывающе».

Еще один повод для волнения во время конференции появился благодаря президенту США Дональду Трампу, который позвонил Айзекману ровно в тот момент, когда Фокс проникновенно описывала, каково это — прощаться с Roman, машиной, которая, без сомнения, стала членом ее команды.

«Есть такой момент, когда думаешь: "Я больше никогда не увижу этот аппарат", и возникает чувство: "Знаете, он никогда не вернется", — сказала она. — Я сравниваю это с отправкой детей в колледж. Их ждут великие приключения».

Когда позвонил Трамп, Айзекман ненадолго вышел из комнаты, затем вернулся и поднес телефон к динамику. «Я просто хочу всех поблагодарить и поздравить, — сказал Трамп. — Боже, как красиво это выглядело по телевизору».

«Я позвонил Джареду, чтобы узнать: "Есть ли что-то негативное, о чем мне следует знать? Например, он никогда не сможет вернуться? Такие мелочи", — продолжил Трамп. — Он сказал: "Нет, все выглядит отлично. Лучше и быть не могло, и это еще один великолепный успешный запуск". Джаред проделывает фантастическую работу. Вы проделываете фантастическую работу, и я снабжаю вас всеми этими деньгами».

Примечательно, что во время своего первого президентского срока Трамп пытался отменить проект Roman Space Telescope.

Из команды Земли — в команду космоса

Будет настоящим подарком увидеть первые результаты, которые придут от Roman, будь то «размытое пятнышко» экзопланеты, как однажды сказала Бейли о том, чего стоит ожидать от коронографа, или захватывающая панорама миллионов галактик, которая поможет расшифровать правду о темной материи и темной энергии. К слову, темная Вселенная — огромный интерес для команды Roman, потому что изучать этот неуловимый, но вездесущий аспект нашего космоса можно, наблюдая за тем, как темная материя и темная энергия влияют на галактики в огромных пространствах. Поэтому важно одновременно отслеживать как можно больше галактик.

Однако команда Roman постоянно повторяет одну вещь: роль Roman в космосе — быть членом команды для других космических телескопов, точно так же, как он всегда ощущался частью команды Фокс.

Хотя Roman имеет очень широкое поле зрения — гораздо шире, чем у Hubble и James Webb, — у него нет того же разрешения, что у Hubble, и он не может так же сильно приближать объекты в инфракрасном диапазоне, как JWST. Цель состоит в том, чтобы иметь флот телескопов, способных работать вместе, показывая нам Вселенную с максимальной детализацией. Roman будет работать с Hubble, Webb и даже европейским космическим телескопом Euclid, наземной обсерваторией Rubin и другими. Более того, поле зрения Euclid даже больше, чем у Roman, но он не проводит те же обзоры, которые будет делать Roman.

Rubin будет создавать новое 3200-мегапиксельное изображение южного ночного неба каждые 40 секунд в течение 10 лет наблюдений, но он находится на земле в Чили, поэтому его обзор частично искажается земной атмосферой.

«Roman, Rubin и Euclid — они братья и сестры. Все они были предложены и приоритизированы одновременно, поэтому дизайн каждой из этих обсерваторий создавался с пониманием того, что делают другие, — сказала Макинери. — Есть причина, по которой большинство наблюдений Roman направлено на Южное полушарие: чтобы максимизировать перекрытие с Rubin. Мы не конкуренты. Вместе мы сильнее, и мы нужны друг другу».

«Это похоже на нанесение слоев краски на холст, — добавила Фокс. — Вы накладываете данные слоями, и это по-настоящему открывает тайны Вселенной».

Источники: NASA, пресс-конференции после запуска, комментарии Джеки Таунсенд, Джули Макинери, Ванессы Бейли, Шона Домагал-Голдмана и Ники Фокс, Space.com.