وضعت وكالة ناسا مؤخرًا جزءًا رئيسيًا من التلسكوب الفضائي الروماني – مجموعة البرميل الخارجي – من خلال “اختبار الدوران” الصارم المصمم لتقييم مرونته ضد قوى الجاذبية الشديدة التي سيواجهها أثناء الإطلاق. هذا الاختبار، وهو إجراء قياسي في هندسة الطيران، يتم إجراؤه عادةً داخل جهاز طرد مركزي ضخم يحاكي ظروف الجاذبية العالية لرحلة فضائية.
تم تسمية هذا التلسكوب من الجيل التالي على اسم نانسي جريس رومان، أول كبيرة علماء الفلك في ناسا و”أم تلسكوب هابل الفضائي”، وسيكون له مجال رؤية أكبر 100 مرة من مجال رؤية التلسكوب المشار إليه سيتم استخدام “رومان” باختصار، لمراقبة الكواكب الخارجية والأقراص المكونة للكواكب بشكل مباشر في مختبرات فضائية أخرى – والتي يتم مراقبتها حاليًا بشكل غير مباشر.
وسيتم استخدامه لاستكمال المسح الإحصائي لأنظمة الكواكب في مجرتنا وللإجابة على الأسئلة الأساسية في مجالات الطاقة المظلمة والفيزياء الفلكية بالأشعة تحت الحمراء. وقالت جولي ماكناري، كبيرة علماء مشروع رومان في جودارد: “إن رؤية أكبر بكثير لـ ROMAN ستكشف عن العديد من الأشياء غير المعروفة سابقًا”. تقرير ناسا من عام 2023 فصاعدا. “لقد تمكنا من اكتشاف أنواع جديدة تمامًا من الأشياء وحتى الظواهر، حيث لم نقم بمثل هذا المسح الرصدي لـ COSMOS من قبل.”
تم تصميم مجموعة البرميل الخارجية لحماية التلسكوب وتوفير الدعم الهيكلي للمكونات الأخرى. وقال جاي باركر، رئيس تصميم المنتجات في شركة التجميع في جودارد، في بيان: “لقد تم تصميمه كمنزل على ركائز متينة”.
يتكون “المبيت” من غلاف وحلقة توصيل تحيط بالتلسكوب وتحميه من الضوء الشارد أثناء مبيت الأجهزة المصممة للحفاظ على درجة حرارة موحدة. تنظيم درجة الحرارة هذا مهم لأن المواد المستخدمة في بناء التلسكوب تتمدد وتتقلص مع تقلبات درجات الحرارة.
يتكون “المنزل” من غلاف وحلقة توصيل تربط التلسكوب وتحميه من الضوء الشارد وأجهزة الإسكان المصممة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة. تنظيم درجة الحرارة هذا مهم لأن المواد المستخدمة في بناء التلسكوب تتمدد وتتقلص مع تقلبات درجات الحرارة. إذا تغيرت درجة الحرارة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى اختلال وضع المرآة، مما يؤثر سلبًا على قدرة التلسكوب على التقاط صور واضحة ودقيقة للأجرام السماوية البعيدة. ومن خلال ضمان درجة حرارة ثابتة، يمكن للتلسكوب الحفاظ على سلامة مراياه وتحسين أدائه العام.
ولتحقيق هذا الاستقرار، أنشأ علماء ناسا الهيكل من مركب من نوعين من ألياف الكربون، ممزوجًا بالبلاستيك المقوى ومثبتًا بتركيبات من التيتانيوم. يعد اختيار هذه المواد صعبًا بما يكفي للتخلص من خطر التشوه مع كونها خفيفة بما يكفي لتخفيف الحمل أثناء الإطلاق. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الهيكل الداخلي للمبيت بتصميم قرص العسل الذي يوفر بنية قوية ومستقرة مع تقليل استخدام المواد والوزن الإجمالي.
يقع المنزل على مجموعة من “الركائز” المحيطة بالتلسكوب الروماني أداة واسعة المجال و أداة كوروناغراف. كما أنه بمثابة سقالة لربط مجموعة البرميل الخارجية بالمركبة الفضائية التي تحمل التلسكوب إلى المدار. يبلغ ارتفاع الهيكل بأكمله 17 قدمًا (5 أمتار) وعرضه حوالي 13.5 قدمًا (4 أمتار).
وقال باركر: “لم نتمكن من اختبار مجموعة البراميل الخارجية بأكملها في جهاز الطرد المركزي كقطعة واحدة لأنها كانت كبيرة جدًا بحيث لا يمكن وضعها في الغرفة”. “لذلك قمنا باختبار” المنزل “و” الركائز “بشكل منفصل.”
جهاز الطرد المركزي ضخم، مع ذراع فولاذية تزن 600 ألف رطل (272 ألف كيلوغرام) تمتد من محمل دوار عملاق وعبر غرفة اختبار تقع في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند. عندما تدور الأشياء أو حتى رواد الفضاء في نهاية ذراعه، فإن قوة الجذب المركزي تحاكي إحساسًا صناعيًا متزايدًا بالجاذبية.
بالنسبة لرواد الفضاء، عادة ما تكون هذه القوة ضعف قوة جاذبية الأرض، وتقاس بالجي إس (قوة لكل وحدة كتلة). ولكن بالنسبة للمعدات مثل التلسكوبات، إذا تم نقلها إلى الفضاء، فإن هذا يرتفع إلى 6-7 جيجا بسبب الاهتزازات في حجرة الشحن.
لتحقيق 7Gs المطلوبة، تم تدوير أجزاء من مجموعة البرميل الخارجية داخل جهاز الطرد المركزي بمعدل يصل إلى 18.4 دورة في الدقيقة. وبعد الاختبار الناجح، يقول علماء ناسا إنهم سيقومون الآن بإعادة تجميعه ودمجه مع رومان. الألواح الشمسية و غطاء ثقب صالح للاستخدام بحلول نهاية هذا العام.
ستخضع المكونات المجمعة بالكامل لاختبار الفراغ الحراري في العام المقبل للتأكد من قدرتها على تحمل بيئة الفضاء القاسية، بالإضافة إلى اختبارات الاهتزاز لضمان بقائها في مكانها أثناء الإطلاق. وبعد ذلك، سيتم دمجهم مع بقية المختبر بدءًا من مايو 2027.
العلماء متحمسون بالفعل بشأن ما قد يجده التلسكوب. وقال ماكناري: “سيوفر هذا المسح الروماني لعلماء الفلك كنزًا من البيانات، مما يتيح استكشاف الفضاء المفتوح بما يتجاوز ما هو ممكن عادةً”. “قد نكتشف بالصدفة أشياء جديدة تمامًا لم نكن نعرف كيف نبحث عنها من قبل.”