The Nancy Grace Roman Space Telescope (Roman), formerly the Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), is a NASA space observatory scheduled to launch into space by May 2027.
The罗马太空望远镜将持有两种仪器:冠状器工具,该工具为光谱法和太空的极高对比度成像提供了进步;以及强调研究宇宙发展并了解我们自己之外的太阳系的发展,并强调了田间仪器(WFI)。
1998年,科学家们发现,宇宙扩张的速度正在加速。这导致研究人员重新考虑有关宇宙形成的理论。
Visible matter accounts for approximately 5% of the contents of the universe. Comparatively, 27% of the universe comes from dark matter, which does not absorb or emit light. Dark matter can only be detected through its gravitational effects on visible matter.
罗马任务的很大一部分将用于监视成千上万的超新星爆炸的遥远星系。这些可用于研究宇宙的扩展和暗能量。
Roman’s primary instrument is the Wide Field Instrument (WFI). This will have a field of view 100 times greater than the widest exposure of the Hubble Telescope, enabling it to capture more sky with less observing time. During the first five years of observations, Roman will image over 50 times as much sky as Hubble has covered over 30 years. Throughout the mission's lifetime, the WFI will obtain light measurements from a billion galaxies.
Shading Starlight
发现具有大气的地球状行星可能归结于阻止望远镜的星光的能力。这听起来像是一项艰巨的任务,但是自1931年法国天文学家伯纳德·莱奥特(Bernard Lyot)引入了第一个冠冕以来,星光就被封锁了。冠冕是对望远镜的附件,可挡住恒星的直接光。这使得可以观察到附近的物体,否则将隐藏在恒星的明亮眩光中。
NASA's Roman Space Telescope. Image Credit:NASA/GSFC
The罗马太空望远镜利用Coronagraph仪器,这是一种高度复杂且多层的技术。这个复杂的系统由棱镜,口罩,探测器和两个自由反射镜(可变形的镜子)组成。这些镜子是活跃的组件,这意味着它们实时改变形状,适应传入的光线以补偿望远镜的光学元件和天文台振动的微小变化。
与高科技的“蒙版”和其他组件(共同称为“主动波前控制”)结合使用,可变形的镜子消除了由绕冠状动脉的灯光堵塞元件弯曲的光波引起的干扰。这会导致大大昏暗的星光,而微弱的发光物体(以前无法查看)将看起来相对不充分。
测试关键组件
The High-Contrast Imaging Testbed (HCIT) facility at NASA’s JPL is a large optical laboratory, hosting three optical testbeds inside vacuum chambers designed to advance coronagraph technologies for space.
罗马测试床是一个6英尺宽的真空室,带有7.5英尺的圆柱截面,能够在考虑端盖门的外向凸起后,可容纳长达8英尺的桌子。
数据和电源电缆,光纤和水管通过侧壁端口提供。相机的脐带将实验室空气连接到台式摄像机外壳,将两个端口连接起来。这允许将Andor Neos CMOS摄像机用作腔室中的科学探测器,尽管与真空不兼容。欧洲杯线上买球
腿有手动调整范围,使其可以返回并说明硬件修改后桌子上的重量分布的变化。
测试台包括一系列仪器,包括温度传感器和加速度计,并计划添加污染监测器。使用简单的控制系统,腔室壁的温度在±0.1 K之内恒定。更复杂的控制将可变形的镜(DM)温度稳定至milli-k水平。
在罗马内部,基准和光学望远镜组件(OTA)子板处于独立的PI热控制环上,使平均基准温度在正常条件下保持在30 MK P-V处保持稳定。通过使用加热器胶带绝缘层实现的PID环将腔室本身控制到实验室环境上方的设定点,该层可以稳定在50 MK P-V上。
所有光学安装座均由Invar构建,并在挠曲架内具有光学键,从而降低了系统对系统的残留热波动的影响。两个摄像机和DM电子设备是桌子上的主要热源,并使用一对外部水冷却环冷却。
The Roman vacuum chamber. Image Credit:加利福尼亚理工学院喷气推进实验室
A telescope simulator on a sub-bench is kinematically mounted to the northwest corner of the bench and simulates the front end of the telescope. This comprises a simulator for the optical telescope assembly, which defines the upstream pupil and provides light that is not collimated, and a jitter mirror (JM) to inject tilt/tip errors into the coronagraph in a controlled manner.
TheDecadal Survey Testbed(DST)是一个尖端的测试床,旨在证明将跟随罗马的任务所需的冠状技术。
This mission aims to image and characterize Earth-like exoplanets directly and requires two deformable mirrors (DMs) for wavefront control, a stellar source simulator, coronagraph masks, an imaging camera, and a wavefront sensor.
DST的光力学设计减少了实验室和当地环境的干扰。
在其基础上,DST包括一个在热波动过程中保持稳定的碳纤维光学表。它还包括主动温度控制和减去K的SM-1CV负态振动隔离器。这些是为在真空室内使用的量身定制的,以最大程度地减少对实验室和微观振动的敏感性。
测试关键组件
罗马太空望远镜每15分钟将每15分钟观察到数亿颗恒星,每次几个月 - 这是其他太空望远镜没有的功能。罗马人将发现数百个有趣的宇宙物体,包括流氓行星,矮人行星,棕色矮人(太大,不被视为行星,但不够大,可以像星星一样点燃),小行星,彗星和恒星尸体,包括黑洞和中子,中子和中子星星在我们的太阳系中耗尽燃料时会留下的恒星。
由史蒂夫·瓦玛(Steve Varma)编辑。
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