NASA's Roman-teleskop: Opsendelsen, missionen og hvorfor det kan ændre astronomien

NASA's Nancy Grace Roman Space Telescope er skabt til at se bredt – ikke blot skarpere. NASA og SpaceX sigter mod opsendelse tidligst søndag 30. august 2026 kl. 7.26 lokal tid på den amerikanske østkyst, svarende til kl. 13.26 dansk tid. Raketten bliver en SpaceX Falcon Heavy, der skal lette fra Launch Complex 39A på NASA's Kennedy Space Center i Florida. NASA's direkte dækning efter planen begynde kl. 12.20 dansk tid, men både tidspunkt og dato kan ændre sig. 1

Roman skal give astronomerne store, sammenhængende kort over himlen. Det kan hjælpe med at forklare, hvorfor universets udvidelse accelererer, vise hvordan det usynlige mørke stof er fordelt og finde et stort antal planeter omkring andre stjerner.

Opsendelse og missionens tidsplan

Efter opsendelsen skal observatoriet til området omkring Solen-Jorden-L2, cirka 930.000 miles – eller 1,5 millioner kilometer – fra Jorden. Her får teleskopet stabile observationsforhold og placeres i samme overordnede område af det dybe rum som James Webb-rumteleskopet.

Roman er planlagt til en primær mission på fem år. Det videnskabelige arbejde kan dog fortsætte længere, hvis rumfartøjet forbliver i god stand, og der er finansiering til det. En eventuel opsendelsesmulighed 31. august er en reserveplan, ikke en garanti. Hvornår de egentlige observationer kan begynde, afhænger af opsendelsen og den efterfølgende indkøring af teleskopet.

Missionen hed oprindeligt Wide Field Infrared Survey Telescope – forkortet WFIRST – men blev i 2020 omdøbt efter Nancy Grace Roman, NASA's første chefastronom.

Hubble-stort spejl, men et langt større udsyn

Romans primære spejl er 2,4 meter i diameter, præcis som Hubbles. Den optiske konstruktion er dog optimeret til et meget større synsfelt: Roman kan se mindst 100 gange så stort et område af himlen som Hubble, samtidig med at billederne bevarer en tilsvarende skarphed i de brede observationer.

Det vigtigste instrument er Wide Field Instrument, et infrarødt kamera på 300 megapixel. Det registrerer lys med bølgelængder fra cirka 0,5 til 2,3 mikrometer – fra synligt lys til nær-infrarødt lys. Ét Roman-billede vil dække et område af himlen, der omtrent svarer til eller er større end fuldmånens synlige størrelse. 19

Det er netop denne kombination, der gør Roman anderledes. Hubble er fremragende til detaljerede nærstudier af udvalgte galakser, stjernetåger og andre objekter. Roman er derimod bygget til systematisk at afsøge enorme områder og skabe ensartede datasæt. Det gør det lettere at opdage mønstre og sjældne hændelser, som målrettede observationer kan overse.

NASA vurderer, at Roman kan undersøge himlen op til 1.000 gange hurtigere end Hubble ved sammenligneligt arbejde over store områder. I løbet af de vigtigste undersøgelser forventes teleskopet at billeddække mere end 2 milliarder galakser og registrere titusinder af supernovaer. 36

Det skal Roman undersøge

Mørk energi og universets udvidelse

Et af missionens centrale spørgsmål er, hvorfor universets udvidelse accelererer. Astronomerne vil kombinere flere målinger – blandt andet supernovaer, galaksehobning og svag gravitationslinseeffekt – for at følge, hvordan kosmiske strukturer har udviklet sig gennem tiden.

Resultaterne skal teste forskellige forklaringer på den accelererende udvidelse. Det gælder både mørk energi og muligheden for, at vores nuværende teorier om tyngdekraft ikke er fuldstændige. Romans brede, ensartede undersøgelser skal også hjælpe med at kortlægge mørkt stof ved at måle, hvordan dets tyngdekraft bøjer lyset fra fjernere objekter. 17

Exoplaneter i Mælkevejen

Roman skal lave en bred statistisk optælling af planetsystemer. En stor del af arbejdet skal ske ved hjælp af gravitationel mikrolinsning. Metoden udnytter, at en forgrundsstjernes tyngdekraft midlertidigt kan forstørre lyset fra en fjernere stjerne. Hvis forgrundsstjernen har en planet, kan planeten efterlade et lille, målbart udsving i forstørrelsen.

Mikrolinsning er særligt nyttig, fordi metoden kan finde kolde planeter, der befinder sig relativt langt fra deres stjerner – typer af verdener, som er sværere at opdage med metoder, der især finder planeter tæt på stjernen. NASA forventer, at Roman kan opdage mere end 100.000 planeter, herunder potentielt fritsvævende planeter, som ikke kredser om en stjerne. 3

Teleskopet skal også bidrage til studier af transitmetoden. Her opdages en planet, når den passerer foran sin stjerne og får stjernens lysstyrke til at falde en smule.

Et forsøg på at fotografere planeter direkte

Roman får desuden et koronograf-instrument, der først og fremmest er en teknologisk demonstration. En koronograf dæmper eller blokerer stjernens kraftige lys, så svagere objekter tæt på stjernen bliver lettere at se.

Instrumentet skal afprøve metoder til direkte billeddannelse og karakterisering af visse store exoplaneter samt skiver af støv, hvor planeter kan være under dannelse. Det skal ikke lave en komplet optælling af jordlignende verdener, men resultaterne kan hjælpe med at udvikle en fremtidig mission, der direkte kan fotografere potentielt beboelige planeter. 2

Et usædvanligt spejl med en spionfortid

Romans 2,4 meter store primærspejl begyndte sit liv som ét af to spejle, der blev fremstillet til et klassificeret amerikansk rekognosceringsprogram. National Reconnaissance Office overdrog spejlene til NASA i 2012. Det gav rumagenturet adgang til en spejlenhed i Hubble-størrelse uden at skulle begynde udviklingen helt fra bunden. 3

Projektet har været påvirket af betydelige tidsplan- og omkostningspres, blandt andet forstyrrelser i forbindelse med covid-19-pandemien. NASA's reviderede plan øgede missionens anslåede samlede livscyklusomkostning til omkring 4,3 milliarder dollar. Beløbet dækker det bredere projekt og ikke kun selve teleskopet.

NASA færdiggjorde observatoriets hovedsamling før den formelle forpligtelse til opsendelse senest i maj 2027, samtidig med at forberedelserne fortsatte til den tidligere opsendelsesmulighed i 2026.

Roman erstatter ikke Hubble eller Webb

Roman er designet til at arbejde sammen med andre observatorier. Det skal afsøge store områder, finde sjældne transienter og identificere statistisk vigtige grupper af objekter. Hubble, Webb og store jordbaserede teleskoper kan derefter foretage dybere og mere specialiserede observationer af udvalgte galakser, supernovaer eller planetsystemer.

Arbejdsdelingen er vigtig. Et teleskop, der er optimeret til at studere én galakse i ekstrem detalje, kan ikke effektivt lede efter sjældne hændelser over et enormt område. Romans styrke bliver at finde de interessante mål og opbygge de store datasæt, der gør efterfølgende nærstudier mere værdifulde.

De vigtigste opdagelser er måske dem, ingen har forudset

Romans officielle mål handler især om mørk energi, mørkt stof, exoplaneter og infrarød astrofysik. Men de mest opsigtsvækkende opdagelser kan komme fra objekter, som forskerne endnu ikke ved, at de skal lede efter.

Store, ensartede undersøgelser kan afsløre uventede forbigående fænomener, usædvanlige planetsystemer og hidtil ukendte grupper af galakser eller stjerner. Fordi Roman gentagne gange skal observere brede områder af himlen, kan teleskopet også skabe en stærk tidsmæssig registrering af, hvordan objekter ændrer sig.

Det er arven efter Nancy Grace Roman: ikke kun at besvare de spørgsmål, astronomerne allerede har, men også at gøre helt nye spørgsmål mulige. Som NASA's første chefastronom var hun med til at skabe opbakning til store rumobservatorier og blev kendt som "Hubbles mor". Teleskopet, der bærer hendes navn, viderefører den vision – fra Hubbles dybe nærbilleder til et langt bredere kort over universet. 117