نانسی رومن پرتاب شد؛ تلسکوپ جدید ناسا برای آشکارسازی ماهیت جهان و دنیاهای بیگانه

فالکون هوی ساعت ۷:۲۶ صبح به وقت ساحل شرقی آمریکا (۱۴:۵۶ به وقت ایران) از مجتمع پرتاب 39A در مرکز فضایی کندی به فضا رفت. محموله موشک، یعنی تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، ۳۱ دقیقه بعد از مرحله فوقانی موشک جدا شد. دو بوستر جانبی موشک در دو سکوی مجزا در پایگاه نیروی فضایی کیپ کاناورال فرود آمدند، اما بوستر مرکزی به‌دلیل نیاز به تأمین انرژی بیشتر برای رساندن محموله به مسیر موردنظر و نداشتن سوخت کافی برای بازگشت، بازیابی نشد.

پرتاب تلسکوپ رومن سیزدهمین مأموریت فالکون هوی از زمان نخستین پرتاب آن در سال ۲۰۱۸ بود. این مأموریت همچنین پس از پرتاب کاوشگر سیارکی سایکی در اکتبر ۲۰۲۳ و فضاپیمای اروپا کلیپر به مقصد مشتری در سال ۲۰۲۴، سومین مأموریت فالکون هوی برای ناسا محسوب می‌شد.

توضیح ویدئو: پرتاب تلسکوپ رومن برفراز موشک فالکون هوی.

رومن صد روز آینده را در مسیر رسیدن به نقطه لاگرانژی ۲ (L2) در سامانه زمین–خورشید سپری خواهد کرد؛ نقطه‌ای در فاصله تقریباً ۱٫۵ میلیون کیلومتری از زمین که تلسکوپ جیمز وب نیز در آن قرار دارد. مهندسان در طول این سفر، فرایند راه‌اندازی و آزمایش فضاپیمای ۹۲۰۰ کیلوگرمی و ابزارهای علمی آن را انجام خواهند داد.

فرایند راه‌اندازی تلسکوپ ظرف یک ساعت پس از جدایی از موشک آغاز می‌شود و شامل گشودن صفحات خورشیدی و سپر حرارتی فضاپیما خواهد بود. یک مانور اصلاح مسیر برای یک روز پس از پرتاب و مانور دوم برای سه روز بعد برنامه‌ریزی شده است. بااین‌حال، جکی تاون‌سند، مدیر پروژه رومن، در نشستی خبری در ۲۹ اوت گفت بسته به میزان دقت پرتاب، ممکن است مدت زمان مانور نخست کاهش یابد و مانور دوم به‌طور کامل حذف شود.

تاون‌سند گفت ۱۰ روز نخست راه‌اندازی به بازکردن اجزای فضاپیما و فرایند تخلیه گاز اختصاص خواهد داشت. ۳۰ روز بعد نیز بر راه‌اندازی خود فضاپیما متمرکز خواهد بود؛ یعنی «اطمینان حاصل کنیم که تمام بخش‌های زیرساختی فضاپیما وظایف خود را به‌درستی انجام می‌دهند.»

۴۵ روز دیگر نیز به راه‌اندازی ابزارهای علمی فضاپیما اختصاص خواهد یافت. به گفته تاون‌سند، در روز ۹۰ام پس از پرتاب، رومن باید آماده باشد «تا وارد مرحله عملیات علمی اولیه شود.»

رومن با هزینه ۴٫۳ میلیارد دلار، جدیدترین تلسکوپ فضایی پرچم‌دار ناسا است. مأموریت اصلی آن پنج سال طول خواهد کشید، اما سوخت کافی برای فعالیت در مداری هاله‌ای پیرامون نقطه L2 دست‌کم به مدت ۱۰ سال را در اختیار دارد.

ابزار علمی اصلی رومن، «تصویربردار میدان عریض» است؛ دوربینی ۳۰۰ مگاپیکسلی که عمدتاً برای چندین طرح پیمایش نجومی که اخترشناسان برای مأموریت پنج‌ساله اصلی تلسکوپ برنامه‌ریزی کرده‌اند، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

میدان دید رومن ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از تلسکوپ فضایی هابل است و می‌تواند بسیار سریع‌تر میدان دید خود را نیز تغییر دهد. جولی مک‌انری، دانشمند ارشد پروژه تلسکوپ رومن، در نشست خبری ۲۹ اوت گفت: «ما می‌توانیم آسمان را بیش از هزار برابر سریع‌تر از هابل پیمایش کنیم. پیمایشی که برای رومن یک ماه طول می‌کشد، برای هابل یک قرن زمان می‌برد.»

به گفته مک‌انری، همین سرعت بالا به رومن امکان خواهد داد به «پرسش‌های کاملاً جدید و بلندپروازانه علمی» پاسخ دهد. یکی از مهم‌ترین اهداف، درک بهتر انرژی تاریک و ماده تاریک است؛ دو عنصری که در مجموع حدود ۹۵ درصد کیهان را تشکیل می‌دهند، اما همچنان تا حد زیادی برای اخترشناسان ناشناخته هستند.

«پیمایشی که برای رومن یک ماه طول می‌کشد، برای هابل یک قرن زمان می‌برد»

لوکاس پاگانینی، مدیر برنامه تلسکوپ رومن در مقر ناسا، گفت: «ما در آستانه کشف این راز هستیم که کیهان از چه چیزی ساخته شده است.»

یکی از حوزه‌های مهم پژوهش، شواهد فزاینده‌ای است که نشان می‌دهد مدل استاندارد کیهان‌شناسی ممکن است دقیق نباشد. یک احتمال این است که عاملی موسوم به «ثابت کیهان‌شناختی» که با انرژی تاریک مرتبط است، در طول تاریخ کیهان واقعاً ثابت نبوده باشد.

مک‌انری گفت: «این فقدان ثبات یعنی ویژگی‌های انرژی تاریک ممکن است هم‌زمان با انبساط کیهان تغییر کنند. حتی ممکن است لازم باشد در نحوه عملکرد خود گرانش بازنگری کنیم؛ شاید درک ما از عملکرد گرانش در مقیاس‌های بسیار بسیار بزرگ، در واقع با نظریه نسبیت عام به‌خوبی توصیف نشود.»

پیمایش‌های رومن، علاوه بر کمک به مطالعات کیهان‌شناختی، حجم عظیمی داده را در اختیار اخترشناسان قرار خواهند داد. این تلسکوپ حدود ۲۰ میلیارد ستاره در راه شیری و دو میلیارد کهکشان را رصد خواهد کرد. همچنین انتظار می‌رود حدود ۱۰۰هزار سیاره فراخورشیدی کشف کند؛ یعنی تقریباً ۴۰ برابر تعداد سیاره‌های فراخورشیدی شناخته‌شده کنونی.

رومن روزانه تا ۱٫۴ ترابایت داده تولید خواهد کرد که به ایستگاه‌های زمینی اختصاصی در نیومکزیکو، استرالیا و ژاپن ارسال می‌شوند. این داده‌ها مدت کوتاهی پس از دریافت، از طریق سامانه ابری در اختیار عموم قرار خواهند گرفت و اخترشناسانی که روی مأموریت کار کرده‌اند، دوره انحصاری برای دسترسی به داده‌ها نخواهند داشت.

رومن ابزار علمی دومی نیز دارد که تاج‌نگار نامیده می‌شود. این ابزار برای مسدودکردن دقیق نور یک ستاره منفرد طراحی شده تا سیاره‌ها یا قرص‌های غبار پیرامون آن مشاهده‌پذیر شوند.

ونسا بیلی، دانشمند ابزار تاج‌نگار رومن در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، برای توضیح دشواری این کار گفت: مشاهده یک سیاره فراخورشیدی در کنار یک ستاره، مانند این است که بخواهیم از فاصله صدها کیلومتری کرم شب‌تاب را در کنار فانوس دریایی تشخیص دهیم.

به گفته بیلی، تاج‌نگارهای امروزی امکان شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی با درخشندگی یک میلیون برابر کمتر از ستاره میزبانشان را فراهم می‌کنند؛ اما یک سیاره فراخورشیدی مشابه زمین حدود ۱۰ میلیارد برابر کم‌نورتر از ستاره خود است. او گفت: «این فاصله برای یک نسل از ابزارهای علمی، جهشی بیش از حد بزرگ است.»

تلسکوپ رومن می‌تواند سیاره‌هایی را شناسایی کند که تا ۱۰۰ میلیون برابر کم‌نورتر از ستاره میزبانشان هستند

تاج‌نگار رومن با استفاده از آینه‌های تغییرشکل‌پذیر فعال تلاش خواهد کرد این شکاف را پر کند و سیاره‌هایی را شناسایی کند که تا ۱۰۰ میلیون برابر کم‌نورتر از ستاره میزبانشان هستند. این توانایی امکان شناسایی سیاره‌هایی مشابه مشتری را فراهم خواهد کرد.

تاج‌نگار رومن یک ابزار آزمایشی برای آزمودن فناوری تاج‌نگارهای پیشرفته است و در ۱۸ ماه نخست فعالیت تلسکوپ، ۲۰۰۰ ساعت زمان رصد به آن اختصاص داده شده است. بیلی گفت: «ما تلاش خواهیم کرد در سریع‌ترین زمان ممکن و تا جایی که می‌توانیم توانایی‌های این ابزار و تلسکوپ را محک بزنیم و سپس برای باقی‌مانده ۲۰۰۰ ساعت، برنامه‌ای بلندپروازانه تدوین کنیم.»

مک‌انری همچنین یادآوری کرد که نانسی گریس رومن، فردی که تلسکوپ به افتخار او نام‌گذاری شده است، از حامیان تلسکوپ‌های فضایی بود. او در سال ۱۹۵۹ مقاله‌ای علمی منتشر کرد که در آن امکان مشاهده مستقیم سیاره‌ها با چنین تلسکوپی را بررسی کرده بود، اما در نهایت به این نتیجه رسید که با توجه به سطح فناوری در آن زمان، چنین کاری امکان‌پذیر نیست.

مک‌انری گفت: «اگر او اکنون اینجا بود، واقعاً از اینکه ثابت شده بود اشتباه می‌کرد، لذت می‌برد.»