NASA запускает Roman — телескоп, который увидит Вселенную шире, чем Hubble

Новая космическая обсерватория NASA Nancy Grace Roman Space Telescope должна открыть эру широкоформатной астрономии. NASA и SpaceX планируют запуск не ранее 30 августа 2026 года в 7:26 утра по восточному времени США — это 14:26 по московскому времени. Телескоп отправится в космос на ракете SpaceX Falcon Heavy со стартового комплекса 39A в Космическом центре имени Кеннеди во Флориде. Трансляция NASA должна начаться в 6:20 утра по восточному времени, или в 13:20 мск. Дата и время остаются целевыми и могут измениться. 1

Roman создавали не просто как более резкую версию уже знакомых космических телескопов. Его главное преимущество — сочетание высокой детализации и огромного поля зрения. Обсерватория сможет быстро охватывать колоссальные участки неба, находить редкие события и формировать единые массивы данных, которые помогут ответить на вопросы о планетах, расширении Вселенной и невидимой материи.

Где будет работать Roman

После запуска телескоп направится к области L2 системы Солнце—Земля — примерно в 930 000 миль, или 1,5 млн километров, от нашей планеты. Это стабильная область для наблюдений, расположенная в том же общем районе дальнего космоса, что и космический телескоп James Webb.

Основная научная программа рассчитана на пять лет. Если аппарат сохранит работоспособность, а финансирование продолжится, наблюдения могут продлить. Планируемое резервное окно 31 августа — это запасной вариант, а не гарантия запуска: начало регулярных научных работ будет зависеть от самого старта и последующей проверки систем.

Изначально проект назывался WFIRST — Wide Field Infrared Survey Telescope, то есть «широкопольный инфракрасный обзорный телескоп». В 2020 году его переименовали в честь Нэнси Грейс Роман, первого главного астронома NASA.

Зеркало Hubble — но обзор в 100 раз шире

Главное зеркало Roman имеет диаметр 2,4 метра — столько же, сколько зеркало Hubble. Однако оптическая конструкция новой обсерватории позволяет получать изображения с полем зрения минимум в 100 раз шире, сохраняя сопоставимую резкость для широкопольных наблюдений.

Основной прибор телескопа — Wide Field Instrument, 300-мегапиксельная инфракрасная камера. Она будет регистрировать излучение в диапазоне примерно от 0,5 до 2,3 микрометра — от видимого света до ближнего инфракрасного диапазона. Один снимок Roman охватит участок неба размером примерно с полный лунный диск или даже больше. 19

Именно масштаб отличает Roman от Hubble. Hubble прекрасно подходит для детального изучения отдельных галактик, туманностей и других объектов. Roman, напротив, предназначен для систематического обзора огромных пространств. Такой подход позволяет замечать закономерности и редкие события, которые легко пропустить при наблюдении отдельных целей.

По оценке NASA, для сопоставимых широких обзоров Roman сможет работать примерно в 1000 раз быстрее Hubble. За время основной программы он должен получить изображения более чем 2 млрд галактик и обнаружить десятки тысяч сверхновых. 36

Что будет изучать телескоп

Тёмная энергия и ускоренное расширение Вселенной

Одна из центральных задач Roman — выяснить, почему расширение Вселенной ускоряется. Астрономы объединят несколько методов: наблюдения сверхновых, анализ скопления галактик и измерение слабого гравитационного линзирования.

Эти данные покажут, как со временем формировалась космическая структура, и помогут проверить разные объяснения ускоренного расширения. Среди них — существование тёмной энергии и возможность того, что современные теории гравитации требуют уточнения.

Гравитация тёмной материи искривляет свет далёких объектов. Измеряя эти едва заметные искажения, Roman сможет составить карту распределения невидимой материи, которая влияет на формирование галактик. 17

Перепись экзопланет в Млечном Пути

Roman проведёт масштабную статистическую перепись планетных систем. Основным методом станет гравитационное микролинзирование. Когда свет далёкой звезды проходит рядом с более близкой звездой, гравитация переднего объекта временно усиливает его. Планета, вращающаяся вокруг этой звезды, может вызвать дополнительное изменение яркости.

Метод особенно полезен для поиска холодных планет, расположенных сравнительно далеко от своих звёзд. Такие миры трудно обнаруживать способами, лучше подходящими для планет на близких орбитах. NASA ожидает, что планетные обзоры Roman выявят более 100 000 планет, включая потенциально свободноплавающие объекты, не связанные с какой-либо звездой. 3

Телескоп также будет участвовать в наблюдениях транзитов — случаев, когда планета проходит перед своей звездой и вызывает небольшое падение её яркости.

Проверка технологий для прямой съёмки планет

На борту Roman установят прибор Coronagraph Instrument. В первую очередь это технологический демонстратор: коронограф блокирует или подавляет яркий свет звезды, чтобы рядом с ней можно было попытаться увидеть гораздо более тусклые объекты.

Прибор испытает методы прямой съёмки и изучения некоторых гигантских экзопланет и дисков, где формируются планеты. Он не предназначен для полного поиска планет, похожих на Землю, однако результаты эксперимента могут помочь создать будущую миссию для прямого наблюдения потенциально обитаемых миров. 2

Необычная история главного зеркала

Зеркало Roman диаметром 2,4 метра изначально изготовили в рамках засекреченной американской разведывательной программы. В 2012 году Национальное управление военно-космической разведки США передало два таких зеркала NASA. Благодаря этому космическое агентство получило качественную оптику масштаба Hubble и не стало разрабатывать зеркало с нуля. 3

Проект развивался под серьёзным давлением сроков и бюджета, в том числе из-за последствий пандемии COVID-19. После пересмотра программы её общая стоимость жизненного цикла оценивалась примерно в 4,3 млрд долларов. Эта сумма относится ко всему проекту, а не только к изготовлению самого телескопа.

Основную сборку обсерватории NASA завершила раньше первоначального обязательства по запуску не позднее мая 2027 года, продолжив подготовку к более ранней возможности запуска в 2026 году.

Roman не заменит Hubble и Webb

Новая обсерватория задумана как дополнение к другим телескопам. Roman будет быстро сканировать большие области, выявлять редкие переходные явления и выбирать цели, представляющие статистический интерес. После этого Hubble, Webb и крупные наземные обсерватории смогут проводить более глубокие и специализированные исследования отдельных объектов.

Такое разделение задач принципиально важно. Телескоп, настроенный на детальное изучение одной галактики, не может эффективно прочёсывать огромную область неба в поисках редкого события. Roman будет находить такие цели и создавать большие базы данных, благодаря которым последующие наблюдения станут намного информативнее.

Главное открытие может оказаться неожиданным

Официальные цели Roman связаны с тёмной энергией, тёмной материей, экзопланетами и инфракрасной астрофизикой. Но самые яркие открытия могут быть связаны с объектами, которые учёные пока даже не знают как искать.

Большие однородные обзоры способны выявить необычные кратковременные события, редкие планетные системы и новые популяции галактик или звёзд. Регулярное наблюдение широких участков неба также даст возможность отслеживать изменения объектов во времени.

В этом и заключается ключевая идея миссии: Roman будет не только отвечать на уже поставленные вопросы, но и помогать формулировать новые. Это продолжает научное наследие Нэнси Грейс Роман — первого главного астронома NASA и одной из главных сторонниц создания крупных космических обсерваторий. За вклад в появление Hubble её называли «матерью Hubble». Телескоп, носящий её имя, расширяет этот замысел: от глубоких снимков отдельных целей — к панорамной карте Вселенной. 117