Teleskop Kosmiczny Roman startuje 30 sierpnia. Co zmieni w polowaniu na egzoplanety?

Roman to przedsięwzięcie realizowane przez NASA we współpracy z międzynarodowymi instytucjami, którego celem jest wyraźne poszerzenie możliwości badania planet krążących wokół odległych gwiazd. Po wyniesieniu w przestrzeń teleskop ma pracować w punkcie Lagrange’a L2, położonym 1,5 mln kilometrów od Ziemi, gdzie grawitacja Ziemi i Słońca równoważy się na tyle, że możliwe są bardzo stabilne pomiary bez potrzeby stałego korygowania położenia napędem.

Podstawą konstrukcji Romana jest zwierciadło o średnicy 2,4 m, zaprojektowane jako kopia lustra znanego z teleskopu Hubble’a. Za obserwacje naukowe odpowiadają dwa urządzenia: szerokokątny instrument obrazujący oraz koronograf, którego kluczowe elementy przygotowali specjaliści z Max Planck Institute for Astronomy. Szerokokątna kamera ma rejestrować znacznie większy obszar nieba niż Hubble, co otwiera drogę zarówno do badań ciemnej materii, jak i do poszukiwań planet spoza Układu Słonecznego.

Najbardziej przełomowym elementem ma być koronograf CGI, zaprojektowany z myślą o bezpośrednim obrazowaniu egzoplanet – zwłaszcza tych mniejszych i chłodniejszych, które wcześniej były szczególnie trudne do wykrycia. Dzięki rozwiązaniom ograniczającym blask gwiazdy i precyzyjnemu wyważaniu układu optycznego Roman ma szansę dostrzec planety nawet miliard razy słabsze od swoich gwiazd macierzystych.

Za dokładne ustawianie masek, filtrów i luster koronografu odpowiadają mechanizmy PAM – to one mają zapewnić kluczową stabilność pracy optyki. Ich precyzja została opisana jako 40 milisekund kątowych w ciągu ośmiu godzin, co obrazowo porównano do dostrzeżenia postaci człowieka w Los Angeles z niemieckiego Heidelbergu. Tego typu technologia przeszła tysiące cykli testów, co ma podnosić standard bezpieczeństwa i niezawodności – szczególnie istotny jest fakt, że po starcie nie będzie już możliwości naprawy urządzeń.

Aby koronograf CGI działał zgodnie z założeniami, potrzebne okazały się rozwiązania kojarzone dotąd przede wszystkim z teleskopami naziemnymi, w tym optyka adaptacyjna. W przestrzeni kosmicznej nie ma atmosfery, ale obraz może ulec zniekształceniu przez zmiany mechaniczne zachodzące w samym teleskopie. Z tego powodu zastosowano małe, odkształcalne zwierciadło, które na bieżąco koryguje tor optyczny, korzystając z zaawansowanych algorytmów. Oliver Krause z Max Planck Institute for Astronomy podkreślił, że aby odnaleźć i zbadać "drugą Ziemię", potrzebny jest koronograf wykorzystujący pełną złożoność CGI, a całość stanowi technologiczny kamień milowy.

Po starcie Romana naukowcy i inżynierowie z Max Planck Institute for Astronomy mają pozostać zaangażowani w analizę danych oraz w planowanie kolejnych obserwacji. Koordynację działań ma prowadzić międzynarodowy zespół w ramach Community Participation Program. Zakłada się, że pierwsze obrazy naukowe dotrą na Ziemię na początku 2027 r., a właściwe prace badawcze – już po uruchomieniu teleskopu – mogą potrwać wiele lat.