NASA'nın 4.3 milyar dolarlık Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, evrenin sırlarını çözmek üzere yola çıktı. Yeniden yapılandırılmış bir casus ayna ile donatılmış 300 megapiksellik kamerasıyla bu dev teleskop, evreni sürükleyen gizemli güçleri ortaya çıkarmak için görevine Pazar günü Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'nden başladı.
Yeni görev, evrene dair görüşümüzü genişleterek NASA'nın diğer ünlü gözlemevlerinin vizyonunu tamamlayacak. Roman, Hubble Uzay Teleskobu'ndan 100 kat daha geniş bir görüş alanına sahip olacak ve bu yüzyılın başlarında göreve başlayan James Webb Uzay Teleskobu'nun çığır açan çalışmalarını destekleyecek. Roman, bu yüzyılda göreve başlayan NASA liderliğindeki ikinci astrofizik misyonu olma özelliğini taşıyor.
James Webb Uzay Teleskobu'nun aksine, birçok gecikme yaşadıktan sonra uzaya fırlatılan Roman, NASA'nın 2027 Mayıs ayına kadar onu gökyüzüne gönderme taahhüdünden dokuz ay önce fırlatma rampasına ulaştı.
NASA Yöneticisi Jared Isaacman, "Roman, NASA'da görmek istediğimiz tam da bu tür başarı hikayelerinden biri," dedi. "Zamanından önce ve bütçe dahilinde teslim edilen bu misyon, NASA çalışanlarının ve endüstri ortaklarımızın on yılı aşkın süren bağlılığının bir yansıması. Şimdi Roman, bize evrenin yeni bir haritasını sunacak, keşiflerin sınırlarını zorlayacak ve Amerika'nın uzay programının cesur bir tutkuyu disiplinli bir uygulama ile birleştirdiğinde neler başarabileceğini gösterecek."
Bir SpaceX Falcon Heavy roketi, Roman'a uzaya muhteşem bir yolculuk sağladı. 27 kerosen yakıtlı ana motoruyla çalışan SpaceX'in ağır yük taşıyıcısı, Pazar günü saat 07:25 EDT (11:25 UTC) 'de NASA'nın Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi'ndeki Fırlatma Kompleksi 39A'dan havalandı. Şafağın hemen ardından gökyüzüne doğru yükselen Falcon Heavy, Atlantik Okyanusu üzerinde uçuşunu tamamladı, iki yeniden kullanılabilir yan güçlendiricisini Dünya'ya döndürdü ve ardından Roman'ı Ay'dan dört kat daha uzak bir yörüngeye göndermek üzere konuşlandırdı.
Tam yakıtla dolu Roman, yaklaşık 9 ton ağırlığındaydı ve Falcon Heavy'nin yük bölmesini doldurdu. Roket, gözlemevini Dünya'dan yaklaşık 1.5 milyon kilometre uzaklıkta bulunan Güneş-Dünya L2 Lagrange noktası çevresindeki bir gözlem noktasına taşıdı.
Roman görevinin NASA fırlatma direktörü Denton Gibson, "Bu büyük bir uzay aracı," dedi. "Falcon Heavy'nin tüm 5 milyon poundluk itiş gücüne ihtiyacımız vardı ve roket kusursuz bir performans gösterdi."
Roman'ın L2 noktasındaki operasyonel yörüngesine ulaşması yaklaşık üç ay sürecek. Yer ekipleri, yolculuk sırasında gözlemevini etkinleştirecek ve kalibre edecek. Bilim insanları ise yıl sonuna kadar ilk bilimsel görüntülerin yayınlanmaya hazır olmasını hedefliyor.
Aynadaki Yansıma
NASA, görevi, kurumun ilk baş astronomu ve uzay tabanlı teleskopların öncü savunucusu Nancy Grace Roman'ın adını verdi. Roman, NASA'daki görev süresi boyunca bilim camiasından destek ve Kongre'den fon sağlayarak Hubble'ın geliştirilmesinde önemli rol oynadı. Roman, 1979'da NASA liderliğindeki görevinden emekli oldu ve 2018'de vefat etti. NASA, 2020'de Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) olarak bilinen bir sonraki büyük gözlemevinin Roman'ın onuruna adlandırılacağını duyurdu.
Mühendisler, ABD hükümetinin casus uydu ajansı olan Ulusal Keşif Ofisi tarafından NASA'ya bağışlanan 2.4 metrelik bir teleskobun etrafında gözlemeviyi monte etmek için yaklaşık on yıl harcadı. Teleskobun ana aynası, Hubble'ınkiyle aynı boyuttadır.
NASA, 2012 yılında NRO'dan iki casus teleskop devraldı ve bilim insanları kısa süre sonra bunlardan birini Roman görevi için ayırdı. Ajans, ikinci teleskop için henüz bir kullanım belirlemiş değil. NRO, casus uydu programlarından birinin iptal edilmesinin ardından teleskopları artık ihtiyaç fazlası olarak ilan etmişti.
Hazır bir teleskobun ani mevcudiyeti, WFIRST'in yeniden tasarlanmasına yol açtı. O zamanlar hala tasarım aşamasında olan gözlemevi, teleskoba ev sahipliği yapmak için boyutunu neredeyse iki katına çıkardı, görüşünü iyileştirdi ve maliyetini artırdı. Yer ekipleri ayrıca, aynanın "optik reçetesini" değiştirmek ve daha soğuk çalışma sıcaklıklarına uyum sağlamak için yeniden yapılandırmak zorunda kaldı.
NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde Roman teleskobunun kıdemli proje bilimcisi Julie McEnery, "Kesinlikle tak ve çalıştır değildi," dedi.
Roman, 2020'de NASA onay incelemesini geçti ve o zamandan beri misyonun geliştirilmesi bütçe dahilinde ve beklenenden daha hızlı ilerledi.
NASA Bilim Görevleri Direktörlüğü başkanı Nicky Fox, Roman'ı teleskopların "İsviçre çakısı" olarak tanımlıyor. Gökbilimin yüzde 12'sini inceleyecek ve bu çok büyük bir oran olmasa da, Hubble'ın 36 yıllık yörünge hizmeti boyunca gözlemlediği yüzde 0.1'den çok daha fazlasını temsil ediyor.
Fox, "Roman'ın geniş görüş alanı ve hızlı tarama hızları, karanlık enerji ve karanlık maddeye ışık tutarken tarifsiz kozmik nesneleri ortaya çıkaracak," dedi. "Roman, görevi sırasında on binlerce yeni gezegen, milyarlarca galaksi, binlerce süpernova ve on milyarlarca yıldız keşfedecek. Ve bunların hepsini Hubble'dan yaklaşık 1.000 kat daha hızlı bir hızda yapacak... Yani bunu bağlama oturtmak gerekirse, Roman'ın bir ayda yapabileceği bir işi Hubble yüz yılda yapabilir."
En Adil Kim?
Kozmologlar, Evrenin Standart Modeli'ne göre evrenin yaklaşık yüzde 70'ini oluşturan ve evrenin genişlemesini hızlandıran görünmez bir güç olan karanlık enerji hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyor. Karanlık madde, evrenin dörtte birinden biraz fazlasını oluşturuyor. Evrenin geri kalanı, görebildiğimiz ve dokunabildiğimiz normal atomlar ve moleküllerden oluşuyor.
Ancak Standart Model yanlış olabilir. McEnery, Roman'ın tarifsiz keşiflerinin "Evrenimizin Standart Modeli'nin yanlış olduğuna dair mevcut ipuçlarını doğrulayabileceğini ve doğru olanı bulma yoluna girebileceğimizi" belirtti.
McEnery, "Roman'ın bir aylık gözlemleri, kendi Samanyolu Gökadamızı tarayarak, kendi galaksimizdeki yıldızların yarısına kadarını tespit etmemizi sağlayabilir," dedi. "Bu, tek başına, bugün mevcut olan herhangi birinden çok daha büyük bir astronomik nesne kataloğu temsil edecektir."
"Ana araştırmamız bir yıldan fazla sürecek ve bu gerçekten çok büyük olacak," diye ekledi. "En büyük araştırmamızdan elde edilecek tek bir Roman görüntüsünü tam olarak görüntülemek için yarım milyondan fazla 4K TV'ye ihtiyacımız olacak. Ölçeği anlamak için bu TV'ler 45 Manhattan şehir bloğunu kaplayacak veya Yosemite Ulusal Parkı'ndaki El Capitan'ı tamamen kaplayacaktır."
Roman'ın Geniş Alan Enstrümanı, gözlemevine geniş vizyonunu kazandırıyor. Bu yakın-kızılötesi kamera, gökyüzünün bir cebinin Ay'ın tamamından daha büyük bir resmini çekebiliyor, bu da Roman'ın galaksi kümeleri ve kozmik ağı oluşturan madde ve karanlık madde akışları gibi megayapıları haritalamasını sağlıyor.
Fox, "Perspektife koymak gerekirse, Hubble ve James Webb adeta evrene bir anahtar deliğinden baktılar, oysa Nancy Grace Roman kapıyı tekmeleyerek açacak," dedi. "Ancak Roman sadece Hubble ve Webb bilimini daha hızlı yapmıyor. Hem bu gözlemevlerinin tek başına yapamayacağı temelde farklı bilimler yapıyor. Birlikte, bu üç amiral gemisi teleskobu, bize kozmosumuz ve içindeki yerimiz hakkında daha eksiksiz bir resim vermek için gözlemlerini birleştirecek."
Roman'daki ikinci bir enstrüman olan bir koronağraf, gökbilimcilerin kendi galaksimizde uzak yıldızların yörüngesinde dönen gezegenleri doğrudan görüntülemesine olanak tanıyacak. Koronağraf, yıldızların parlak ışığını engelleyerek, ana yıldızlardan 100 milyon kat daha soluk gezegenleri tespit etmek için maskeler ve büyük formatlı kendi kendine esneyen aynalar kullanıyor. NASA, Roman'daki koronağrafın, anında reçetesini ayarlayabilen dahili aynalarıyla, Webb ve Hubble'daki önceki koronağraflardan 100 ila 1.000 kat daha hassas olduğunu belirtiyor.
Roman'ın araç setinin bu kısmı, gökbilimcilerin bugün mümkün olandan daha fazla türde ötegezegenin boyutlarını, atmosferlerini ve yapısını incelemelerine olanak tanıyacak. Koronağrafın yenilikleri, gelecekteki enstrümanların tasarımını bilgilendirecek ve bu enstrümanlar, kayalık gezegenleri yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde doğrudan görüntüleme erişimini genişletebilecek.
Fox, "Roman, dünyaları, toz disklerini ve yakındaki yıldızları görünür ışıkta fotoğraflayarak, daha önce diğer teleskoplarla görüntülediğimiz sıcak genç Jüpiterler'den daha eski, daha soğuk ve daha yakın yörüngelerde bulunan devasa dünyaları görmemize yardımcı olacak," dedi.
Roman ayrıca, denenmiş ve test edilmiş geçiş yöntemiyle ötegezegenleri tespit edecek, ancak bilim insanları yeni teleskobun, daha geniş vizyonu sayesinde geçmiş uzay görevlerinden çok daha fazlasını bulmasını bekliyor.
Hadi İşe Koyulalım
Tüm bunlar, bolca veri anlamına geliyor.
Fox, "Evrenimizi gözlemlemenin sadece bir gününde, Roman 1.4 terabayt veri indirecek," dedi. "Bu, tek bir günde tam bir oyun sistemi sabit diski demek. Bu akıl almaz miktarda veri."
Roman, planlanan beş yıllık görev süresi boyunca neredeyse her gün Dünya'ya bu miktarda bilgi iletecek. NASA ve ortakları, ajansın aşırı yüklenmiş Derin Uzay Ağı'ndan ayrı olarak, dünya çapındaki yer istasyonları aracılığıyla Roman ile bağlantı kuracak. NASA ve Roman'ın operasyonlarını denetleyen Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, gözlemevinin verilerini dünya çapındaki bilim insanlarının erişimine açık bir kamu arşivine yayınlayacak.
Birçok gökbilimci, Hubble ve Webb'den veri indirip kişisel bilgisayarlarına kaydetmeye alışkındır. Çoğu durumda, Roman ile bu mümkün olmayacaktır. NASA'nın yeni gözlemevi, beş yıllık ana görevi boyunca 20 petabayt (20.000 terabayt) veri üretecek. Karşılaştırma yapmak gerekirse, Hubble 1990'daki lansmanından bu yana 400 terabayttan biraz fazla veri sağladı.
Bilim insanları, gökbilimcilerin Roman'ın verilerini keşfetmeleri, erişmeleri ve analiz etmeleri için bulut tabanlı bir platform geliştirdiler. Bu platform, gökbilimcilerin önceden yapılandırılmış yerleşik yazılımları kullanma veya veri işleme için kendi yazılımlarını getirme seçenekleri sunuyor.
Roman teleskobunun NASA Goddard'daki entegrasyon ve test bilimcisi Jeremy Perkins, "Roman ile göreceğimiz tüm yıldızları, tüm galaksileri ve tüm sıra dışı şeyleri tek bir kişi inceleyemeyecek," dedi. "Bunu düşünmenin bir yolu şu: Roman'ın yaşamı boyunca elde edeceği veri seti, en sevdiğiniz müzik yayın platformlarından daha büyük olacak. Yeni şarkılar ve yeni müzikler bulmak için çevrimiçi olup her şarkıyı dinleyemem. Kendime yeni müzikler sunmak için algoritmalar ve başka yollar kullanmalıyım ve Roman ile de aynısını yapacağız."
NASA'nın Roman görevi proje yöneticisi Jackie Townsend, "Fiziğin bugün evrenin doğası hakkında anlamaya çalıştığı şeylerin çoğu, anlamak için büyük sayı istatistiklerine ihtiyaç duyuyor," dedi.
Bir araştırmada, Roman yaklaşık üç hafta içinde 3.455 dolunaylık bir alana denk gelecek bir bölgeyi tarayacak, ardından o alanın daha küçük bir kısmını beş buçuk gün boyunca tekrar tekrar gözlemleyecek; bu, Hubble ve Webb'in yapamayacağı işler.
Townsend, "Temelde farklı bilimler yapacağız," dedi. "Gözlemlerimizin bazı alt kümelerinde, Samanyolu Gökadamızda ve uzak galaksilerde neler olup bittiğine dair 3 boyutlu filmler çekeceğiz. Bu daha önce hiç olmamış bir şey."
Roman, Hubble'ın en unutulmaz gözlemleriyle aynı keskinlikte gökyüzünü canlandıracak ve ortaya çıkaracak, örneğin ünlü Ultra Derin Alan görüntüsü gibi.
Townsend, "Şimdi, o alan derinliğini ve gücü, gece gökyüzünün önemli bir kesimine küresel olarak uyguluyoruz," dedi. "Tıpkı Hubble'ı karanlık görünen bir noktaya çevirip milyarlarca milyar galaksi keşfettiğimiz gibi, Roman'ın da aynı "vay canına!" anlarına sahip olacağını düşünüyorum. Bu veri seti bu kadar büyük ve muazzam olana kadar evrenin nasıl çalıştığını anlamadığımızı gösterecek."
