Wanneer het medio 2020 wordt gelanceerd, NASA's Nancy Grace Roman Space Telescope zal een revolutie teweegbrengen in de astronomie door voort te bouwen op de wetenschappelijke ontdekkingen en technologische sprongen van de Hubble, Spitzer, en Webb-ruimtetelescopen. Het brede gezichtsveld en de uitstekende resolutie van de missie stellen wetenschappers in staat ingrijpende kosmische onderzoeken uit te voeren, wat een schat aan informatie oplevert over hemelse rijken van ons zonnestelsel tot aan de rand van het waarneembare heelal.

Op 23 juli, de Roman Space Telescope heeft met succes de kritische ontwerpbeoordeling van de grondsystemen van de missie voltooid, die zijn verspreid over meerdere instellingen, waaronder het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland; NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland; en Caltech/IPAC in Pasadena, Californië. STScI zal het Science Operations Center (SOC) huisvesten, terwijl Goddard het Mission Operations Center zal leveren en Caltech/IPAC het Science Support Center zal huisvesten. Het passeren van de kritische ontwerpbeoordeling betekent dat het plan voor wetenschappelijke operaties alle benodigde gegevensverwerkings- en archiveringsmogelijkheden biedt. De missie gaat nu over naar de volgende fase:het bouwen en testen van de nieuw ontworpen systemen die het plannen en plannen van Romeinse waarnemingen mogelijk maken en de resulterende gegevens beheren, naar verwachting meer dan 20 petabyte (20, 000, 000 GB) binnen de eerste vijf jaar van gebruik.

"Bij STScI, we zijn erg enthousiast over de ontdekkingsmogelijkheden die Roman zal brengen. Alle gebieden van de astrofysica zullen hiervan profiteren, ", zei STScI-adjunct-directeur Nancy Levenson. "We ontwikkelen nieuwe tools en nieuwe manieren van werken, zodat de wereldwijde onderzoeksgemeenschap optimaal gebruik kan maken van de geavanceerde mogelijkheden van dit onderzoeksgerichte, 'big data' ruimtemissie."

"Er is veel werk nodig om dit stadium van elke ruimtemissie te bereiken, en ons team stond voor de extra uitdaging van de COVID-19-pandemie. De succesvolle afronding van de kritische ontwerpbeoordeling is een bewijs van al hun inspanningen, " zei Cristina Oliveira, SOC plaatsvervangend hoofd bij STScI.

In haar rol als Science Operations Center, STScI zal plannen, schema, en observaties doen, missiedatasets verwerken en archiveren, en betrek en informeer de astronomische gemeenschap en het publiek. STScI zal nauw samenwerken met NASA's Goddard Space Flight Center, die de missie beheert en het Mission Operations Center (MOC) zal hosten. Het MOC is verantwoordelijk voor de algemene operaties van het ruimtevaartuig en houdt toezicht op de gegevens die tussen het ruimtevaartuig en de grond worden verzonden. De samenwerking omvat ook Caltech/IPAC, thuisbasis van het Roman Science Support Centre (SSC), die samenwerkt met de andere elementen van het grondsysteem om de wetenschappelijke en operationele doelen van Roman te bereiken.

Het Science Support Center van Caltech/IPAC is belast met het uitbrengen van oproepen voor Romeinse voorstellen aan de algemene wetenschappelijke gemeenschap en het beheren van het voorstelproces. Het zal ook leiding geven aan de observatieplanning en dataproducten van het Coronagraph Instrument, en een omgeving voor gegevensanalyse bieden voor het instrument en het gemeenschapsteam. In aanvulling, het is verantwoordelijk voor gemeenschapsbereik voor zowel exoplaneetwetenschap als wetenschap die mogelijk wordt gemaakt door spectroscopische waarnemingen. Het SSC ontwikkelt en exploiteert ook pijplijnen voor wetenschappelijke gegevens om gegevens te verwerken van de spectroscopische modi van het Wide Field Instrument en voor de wetenschap van exoplaneten microlens.

Goddard ontwikkelt het Wide Field Instrument om de belangrijkste wetenschappelijke onderzoeken uit te voeren, en NASA's Jet Propulsion Laboratory ontwikkelt het Coronagraph Instrument om observaties met directe beeldvorming van exoplaneten uit te voeren.

Onze blik uitbreiden

Roman zal in één momentopname een gebied kunnen vastleggen dat meer dan 100 keer groter is dan Hubble. Dit geeft het de unieke mogelijkheid om breedveldonderzoeken uit te voeren met ruimtegebaseerde resolutie, wat de primaire bedrijfsmodus van het observatorium zal zijn.

"In tegenstelling tot Hubble en Webb, Roman is in de eerste plaats een onderzoeksmissie, ", legt waarnemend SOC-missiewetenschapper John MacKenty van STScI uit. "Onze rol is om input te verzamelen van de astronomische gemeenschap, maak die enquêtes klaar voor de gemeenschap om wetenschap te doen, en geef de gemeenschap de tools die ze nodig hebben om hun onderzoek te doen."

Romans onderzoeken zullen bergen gegevens opleveren, nieuwe uitdagingen creëren voor wetenschappers die die gegevens willen analyseren. Als resultaat, STScI loopt voorop in het gebruik van cloud-based computing voor Romeinse gegevensverwerking.

"In plaats van de gegevens naar de astronoom te sturen, we brengen de astronoom naar de data, ", zegt Chris Hanley, ingenieur van SOC-missiesystemen van STScI.

Alle gegevens die door de Roman Space Telescope zijn verzameld, zijn toegankelijk via het Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) van STScI. Die gegevens zullen binnen enkele dagen na de waarnemingen openbaar beschikbaar zijn - een primeur voor een vlaggenschipmissie van NASA. Aangezien wetenschappers overal snel toegang zullen hebben tot de gegevens, ze zullen in staat zijn om kortstondige fenomenen snel te ontdekken en op te volgen, zoals supernova-explosies.

De wetenschap van de Romeinse ruimtetelescoop

Roman zal nieuwe wetenschap mogelijk maken op alle gebieden van de astrofysica. Het kan zoeken naar dwergplaneten, kometen, en asteroïden in ons zonnestelsel. Het zal sterren in ons eigen melkwegstelsel in beeld brengen om de structuur te meten en de ontstaansgeschiedenis ervan te onderzoeken. Het zal ook de geboorteplaatsen van sterren onderzoeken, gigantische kraamkamers van gas en stof die het grote gezichtsveld van Roman voor het eerst volledig in hoge resolutie kan weergeven.

Door diep te staren naar brede banen van schijnbaar lege delen van de lucht, Roman zal een ongekend aantal sterrenstelsels met hoge resolutie in beeld brengen. Roman zal de verdeling van donkere materie binnen grote clusters van sterrenstelsels in kaart brengen en duizenden sterrenstelsels ontdekken met zeer hoge roodverschuivingen, die de instrumenten zullen bieden om te bestuderen hoe sterrenstelsels veranderen in de loop van de kosmische tijd.

Roman's onderzoeken zullen nieuwe inzichten opleveren in de geschiedenis en structuur van het universum, inclusief de mysterieuze "donkere energie" die ervoor zorgt dat de ruimte zelf steeds sneller uitdijt. Dit krachtige nieuwe observatorium zal ook voortbouwen op de brede basis van het werk dat is begonnen met Hubble en andere observatoria zoals Kepler/K2 en de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) op planeten buiten ons zonnestelsel. Het zal duizenden exoplaneten ontdekken met behulp van zijn groothoekcamera. Het Coronagraph Instrument zal een technologiedemonstratie geven en, afhankelijk van zijn prestaties, kan studies opleveren van de atmosferen van gigantische gasplaneten die om andere sterren draaien.