Η NASA εκτόξευσε το Roman, τηλεσκόπιο κοσμικής απογραφής

Την Κυριακή 30 Αυγούστου, στις 7:26 το πρωί (ώρα ανατολικής ακτής ΗΠΑ), ένας πύραυλος Falcon Heavy σήκωσε από το Kennedy Space Center ένα τηλεσκόπιο με κάτοπτρο ολόιδιο με του Hubble, 2,4 μέτρα (AP, NASA). Το ίδιο άνοιγμα, όμως, κρύβει μια τεράστια διαφορά: σε κάθε λήψη το Nancy Grace Roman πιάνει κομμάτι ουρανού τουλάχιστον 100 φορές μεγαλύτερο (NASA Hubble vs Roman, Space.com). Και αυτό αλλάζει το τι μπορεί να μετρήσει: όχι πόσο όμορφα φαίνεται ένα αντικείμενο, αλλά πόσα υπάρχουν και πώς κατανέμονται.

Από το πορτρέτο στην απογραφή

Σκεφτείτε τη διαφορά ανάμεσα σε έναν εξαιρετικό τηλεφακό και μια πανοραμική κάμερα υψηλής ανάλυσης. Το Hubble και το Webb είναι οι τηλεφακοί: βγάζουν εκπληκτικά «πορτρέτα» λίγων, ξεχωριστών αντικειμένων. Το Roman απλώνει παρόμοια ευκρίνεια σε τεράστιο καρέ, αποτυπώνοντας ολόκληρη «γειτονιά» του ουρανού με μία λήψη (STScI). Η κάμερά του, το Wide Field Instrument, έχει ανάλυση 300 megapixel, και κάθε καρέ της καλύπτει περιοχή του ουρανού μεγαλύτερη από τη φαινόμενη πανσέληνο (NASA WFI).

Έτσι η αστρονομία περνά από τη συλλογή εντυπωσιακών παραδειγμάτων σε κάτι σαν δημογραφία του Σύμπαντος. Με τα πορτρέτα μαθαίνεις πολλά για λίγα αντικείμενα· με την απογραφή μαθαίνεις πόσα υπάρχουν, πώς κατανέμονται, ποια μοτίβα επαναλαμβάνονται και ποια είναι σπάνια (ESA).

Πάρτε τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη, το αόρατο 95% του Σύμπαντος. Το Roman δεν θα τις «δει»· θα μετρήσει τα ίχνη τους στατιστικά. Με τον ασθενή βαρυτικό φακό καταγράφει απειροελάχιστες παραμορφώσεις στα σχήματα μακρινών γαλαξιών, σαν να ανιχνεύεις ένα αόρατο τζάμι όχι κοιτώντας το ίδιο, αλλά βλέποντας πώς στραβώνει το φόντο πίσω του. Το σήμα σε έναν μόνο γαλαξία είναι πρακτικά θαμμένο μέσα στο φυσικό του σχήμα, οπότε χρειάζονται εκατοντάδες εκατομμύρια γαλαξίες για να ξεχωρίσει καθαρά από τον θόρυβο (NASA Weak Lensing, PASJ).

Η ίδια λογική ισχύει στους εξωπλανήτες. Το Roman θα τους ψάξει κυρίως με βαρυτικό μικροφακό: όταν ένα άστρο περάσει σχεδόν μπροστά από ένα πιο μακρινό, η βαρύτητά του μεγεθύνει προσωρινά το φως του δεύτερου· αν υπάρχει πλανήτης, αφήνει ένα μικρό «τσίμπημα» στη φωτεινότητα του άστρου μέσα στον χρόνο. Τέτοιες ευθυγραμμίσεις είναι σπάνιες, γι' αυτό το τηλεσκόπιο θα παρακολουθεί εκατοντάδες εκατομμύρια άστρα προς το πυκνό κέντρο του Γαλαξία (NASA Exoplanets). Εκεί υπερέχει σε πληθυσμούς που οι άλλες μέθοδοι πιάνουν δύσκολα: ψυχρούς πλανήτες σε ευρύτερες τροχιές, ακόμη και «ελεύθερους» κόσμους χωρίς μητρικό άστρο. Έτσι αγγίζει και μια πολύ ανθρώπινη ερώτηση: πόσο συνηθισμένο είναι τελικά το δικό μας ηλιακό σύστημα. Οι αριθμοί που κυκλοφορούν, πάνω από 1.000 πλανήτες μέσω μικροφακού, είναι στόχοι αποστολής και προβλέψεις προσομοιώσεων, όχι μετρήσεις (NASA Galactic Bulge).

Μια επένδυση 15 ετών

Το Roman δεν ήρθε φθηνά ούτε εύκολα. Ξεκίνησε ως WFIRST, κορυφαία προτεραιότητα της αμερικανικής αστρονομίας γύρω στο 2010, με αρχική εκτίμηση περίπου 1,6 δισ. δολάρια· σήμερα το συνολικό κόστος ζωής της αγγίζει τα πάνω από 4,3 δισ. δολάρια (SpaceNews, AP). Το 2012 η NASA παρέλαβε δύο αχρησιμοποίητα κάτοπτρα 2,4 μέτρων από την υπηρεσία κατασκοπευτικών δορυφόρων (NRO), κάτι που μεγάλωσε τις δυνατότητες αλλά και την πολυπλοκότητα (Scientific American). Πέρασε χρόνια δημοσιονομικών μαχών, με τον Λευκό Οίκο να προτείνει ακυρώσεις και το Κογκρέσο να συνεχίζει τη χρηματοδότηση (National Geographic). Το όνομά του τιμά τη Nancy Grace Roman, πρώτη επικεφαλής αστρονομίας της NASA, γνωστή ως «μητέρα του Hubble» (NASA GSFC).

Το Roman δεν αντιγράφει τα προηγούμενα, τους δίνει χάρτη. Μαζί με το επίγειο Vera Rubin, που ξεκίνησε τη δεκαετή του χαρτογράφηση του ουρανού (To Brief), σαρώνει μεγάλες εκτάσεις· το Hubble και το Webb εστιάζουν έπειτα εκεί όπου ο χάρτης δείχνει κάτι ενδιαφέρον (NASA Roman and Webb).

Αυτό που απομένει τώρα είναι το δύσκολο. Το τηλεσκόπιο αποχωρίστηκε καθαρά από τον πύραυλο περίπου 31 λεπτά μετά την απογείωση και ξεκίνησε ταξίδι περίπου τριών μηνών προς το σημείο L2 (NASA). Εκεί, σχεδόν 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακριά, περίπου τέσσερις φορές πιο πέρα από τη Σελήνη, θα ακολουθήσουν κοντά στις 100 ημέρες ελέγχων και βαθμονόμησης πριν αρχίσει η επιστήμη, με πρώτες παρατηρήσεις στο πλάνο για τον Ιανουάριο του 2027 (SpaceNews). Το πραγματικό τεστ αυτής της επένδυσης δεν είναι αν πέταξε. Πέταξε. Είναι αν τα όργανα, οι αλγόριθμοι και οι μετρήσεις θα δουλέψουν στο διάστημα τόσο καθαρά όσο χρειάζεται. Μέχρι τότε, οι πάνω από χίλιοι πλανήτες και τα εκατομμύρια γαλαξιακά σχήματα παραμένουν υπόσχεση πάνω στο χαρτί, όχι σοδειά στα αρχεία.