Космический телескоп Нэнси Грейс Роман (Фото: NASA)

Космический телескоп «Нэнси Грейс Роман»: поиск обитаемых экзопланет и изучение темной материи

Космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» позволит изучить явления, о существовании которых мы до сих пор знали только по косвенным данным. Темная материя, темная энергия, планеты-бродяги, которые не обращаются вокруг звезд, — все эти объекты и эффекты станут доступны для наблюдений. Телескоп составит самую подробную карту распределения галактик и поможет проверить фундаментальные теории о строении космоса.
Автор Наука Mail
Телескоп на фоне фиолетового звездного неба
По своим параметрам телескоп «Нэнси Грейс Роман» отличается от «Хаббла» широким полем зренияИсточник: NASA

В конце августа 2026 года на орбиту вывели космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» (Nancy Grace Roman, Roman Space Telescope, RST) — третью крупную обсерваторию NASA после «Хаббла» и «Джеймса Уэбба». В отличие от них, он не будет рассматривать отдельные объекты или заглядывать в далекое прошлое: его задача — широкоугольное картографирование неба.

Телескоп изучит крупномасштабную структуру Вселенной, свойства темной энергии и темной материи, а также откроет десятки тысяч экзопланет. Узнайте, как устроен этот аппарат и какие задачи он будет решать.

Главное о телескопе Нэнси Грейс Роман

  • Запущен 30 августа 2026 года ракетой Falcon Heavy с мыса Канаверал.
  • Будет находится в точке Лагранжа L2, в 1,5 млн км от Земли, вместе с телескопом «Джеймс Уэбб».
  • Главное зеркало диаметром 2,4 м — такого же размера, как у «Хаббла».
  • Широкоугольная камера на 300 мегапикселей с полем зрения в 100 раз больше, чем у «Хаббла».
  • Основные задачи: изучение темной энергии и темной материи, поиск экзопланет, картографирование галактик.
  • Объем данных — около 500 терабайт в год, что делает его самым производительным космическим телескопом по этому показателю.
  • Первые научные снимки ожидаются в январе 2027 года.
  • Стоимость миссии — $4,3 млрд, основная научная программа рассчитана на пять лет.

Что собой представляет телескоп «Нэнси Грейс Роман» и для чего он нужен

Космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» — это обсерватория, которая будет вести широкоугольные инфракрасные обзоры неба. Его главная особенность — способность за один снимок охватывать участок неба, который «Хабблу» пришлось бы снимать сотнями отдельных кадров. При этом четкость изображений остается сравнимой с хаббловской.

Женщина стоит в обсерватории
Нэнси Грейс Роман участвовала в создании первого космического телескопаИсточник: NASA/ESA

Телескоп назван в честь Нэнси Грейс Роман — первой женщины, занявшей должность главного астронома NASA. Она сыграла ключевую роль в создании «Хаббла», за что ее нередко называют «матерью космического телескопа». Роман работала в NASA с 1959 по 1979 год и была одной из немногих женщин в американской астрономии того времени, занимавших руководящие посты. Новый телескоп — дань уважения ее вкладу в развитие космической астрономии.

Миссия «Романа» преследует три основные научные цели.

Темная энергия. Это гипотетическая сила, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением. Астрономы и физики точно не знают, что это такое, но знают, что эта сила существует. Наблюдения за сверхновыми в конце 1990-х годов показали, что расширение Вселенной не замедляется, как предполагалось, а ускоряется. RST поможет проверить, постоянна ли темная энергия во времени, как предсказывают уравнения Эйнштейна, или меняется.

Темная материя. Это невидимое вещество, которое составляет большую часть массы Вселенной, но не излучает и не поглощает свет. О существовании темной материи астрономы знают по ее гравитационному влиянию на галактики. «Грейс Роман» будет наблюдать, как гравитация темной материи формировала распределение галактик после Большого взрыва.

Экзопланеты. Телескоп будет искать планеты за пределами Солнечной системы с помощью гравитационного микролинзирования. Этот эффект возникает, когда гравитация проходящей звезды искривляет и усиливает свет более далекой звезды. Если у звезды-линзы есть планета, она создает дополнительный сигнал в этом усилении. Так можно обнаружить планеты, которые другие методы не видят — например, холодные или удаленные от своих звезд. По оценкам NASA, телескоп может найти около 100 тысяч новых экзопланет.

Кроме того, Nancy Grace Roman будет наблюдать планеты-бродяги — объекты, которые не привязаны к какой-либо звезде и свободно дрейфуют в межзвездном пространстве. Их излучение в инфракрасном диапазоне усиливается за счет гравитационного микролинзирования от промежуточных объектов — телескоп сможет их зарегистрировать.

История создания и запуска «Нэнси Грейс Романа»

Главное зеркало для телескопа «Нэнси Грейс Роман» было создано в рамках закрытой программы военной разведки США. В конце 1990-х годов Национальное управление военно-космической разведки США разрабатывало новые спутники наблюдения. Подрядчиком выступила компания Boeing. Проект стоил огромных средств, но к 2005 году его закрыли из-за перерасхода бюджета. Эту историю тогда назвали едва ли не самой громкой неудачей американской спутниковой разведки за полвека.

Однако у провала нашелся неожиданный плюс. В 2012 году военное ведомство передало NASA два неиспользованных телескопа из того самого проекта. Оптика по качеству оказалась сравнимой с хаббловской — и при этом не стоила космическому управлению ни доллара.

Как раз в те годы в NASA обсуждали будущую миссию Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) — широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп. Идея взять готовое зеркало казалась заманчивой: это значимая часть оборудования, за которую не пришлось платить. В 2010 году Национальная академия наук США назвала этот проект приоритетным.

Телескопы пришлось дорабатывать: менять электронику, адаптировать узлы под научные задачи. Часть информации о конструкции оставалась засекреченной, поэтому специалистам приходилось разбираться с оборудованием, не имея полных чертежей. У NASA остался и второй телескоп от военных — правда, агентство пока не раскрывает, что будет с ним дальше.

В 2020 году миссию переименовали в честь Нэнси Грейс Роман. Разработка обошлась в $4,3 млрд. Для сравнения: «Джеймс Уэбб» разрабатывали больше двух десятилетий, и его стоимость ($9,66 млрд) в итоге превысила все первоначальные оценки.

Запуск телескопа на орбиту с помощью ракеты
Телескоп запущен на орбиту на ракете Falcon HeavyИсточник: NASA

Запуск состоялся 30 августа 2026 года в 7:26 утра по местному времени — ракета Falcon Heavy стартовала с площадки 39A Космического центра имени Кеннеди во Флориде. Спустя примерно 31 минуту после старта телескоп отделился от верхней ступени и перешел в режим самостоятельного полета. Два боковых ускорителя первой ступени вернулись на космодром — их планируют использовать повторно.

Телескоп запустили примерно на девять месяцев раньше первоначального графика NASA — редкое достижение для крупной космической обсерватории. Теперь телескопу предстоит трехмесячное путешествие к точке Лагранжа L2.

Устройство и принцип работы телескопа «Нэнси Грейс Роман»

В основе телескопа — главное зеркало диаметром 2,4 м. Оно такого же размера, как у «Хаббла», но оптическая система «Романа» устроена принципиально иначе. Благодаря более широкому полю зрения телескоп может охватывать за один снимок участок неба примерно в 100 раз больше, чем «Хаббл». В некоторых оценках речь идет даже о 200-кратном превосходстве над инфракрасным инструментом «Хаббла». При этом разрешение остается сравнимым.

Зеркало, которое лежит в основе телескопа
В основе конструкции телескопа лежит зеркало диаметром 2,4 м, а основная научная нагрузка приходится на 300-мегапиксельную широкоугольную инфракрасную камеруИсточник: Википедия

Глава NASA Джаред Айзекман описал это так: работу, на которую «Хабблу» понадобилось бы 2000 лет, «Роман» сможет выполнить за год.

У телескопа два основных научно-исследовательских элемента.

Широкоугольный инструмент Wide Field Instrument. Это камера на 300 мегапикселей, работающая в ближнем инфракрасном и видимом диапазонах. Она состоит из 18 детекторов. Камера способна измерять свет от миллиардов объектов за время работы миссии. Именно этот инструмент будет делать панорамные снимки неба и картографировать галактики.

Инфракрасный диапазон выбран не случайно. Свет от самых далеких объектов Вселенной из-за космического расширения смещается в более длинные волны — эффект называется красным смещением. Большая часть инфракрасного света не проходит через земную атмосферу, поэтому для таких наблюдений нужен космический телескоп. «Роман» сможет видеть галактики, которые недоступны для наземных обсерваторий.

Интеграция коронографа с носителем
Сборку телескопа завершили раньше срока. На снимке — интеграция коронографа с носителемИсточник: NASA

Коронограф (Roman Coronagraph Instrument). Это устройство блокирует ослепительный свет звезды, чтобы можно было увидеть гораздо более тусклые планеты и диски материи вокруг нее. Коронограф оснащен деформируемыми зеркалами, которые меняют форму и гасят блики. В арсенале есть и пассивные элементы — маски с микроскопическими шипами, которые улавливают и поглощают свет, не давая ему отражаться обратно на детекторы.

Технологии, которые отработает коронограф «Романа», могут пригодиться будущим миссиям для поиска планет земного типа и признаков жизни. Пока что коронограф сможет наблюдать только крупные планеты вроде Юпитера на расстоянии до нескольких десятков световых лет. Планеты земного типа в зоне обитаемости рядом с близкими звездами он не увидит — они слишком близки к диску своего светила. Зато так можно найти планеты на дальних орбитах, которые другими методами не обнаружить.

Телескоп будет передавать на Землю около 1,4 терабайта данных в день. В год — примерно 500 терабайт. Для сравнения: «Хаббл» за более чем 30 лет работы не отправил на Землю столько данных, сколько «Роман» будет передавать за год. Весь архив миссии будет общедоступным — любой исследователь в мире сможет использовать эти данные для своих работ.

Какие открытия планируется сделать с помощью телескопа «Нэнси Грейс Роман»

На момент написания статьи телескоп только что запущен и еще не приступил к научным наблюдениям. Первые изображения ожидаются в январе 2027 года. Говорить о сделанных открытиях пока рано.

Однако астрономы уже строят прогнозы. Ожидается, что «Роман» обнаружит тысячи новых экзопланет. Это кардинально увеличит число известных планет за пределами Солнечной системы: сейчас их в списке около 5,5 тысяч. Только за счет микролинзирования в одном обзоре внутренней части Млечного Пути телескоп может найти примерно 2600 планет.

«Роман» создаст крупнейший в истории каталог астрономических объектов. Планируется обнаружить до 20 млрд звезд и составить карту сотен миллионов галактик. Это позволит проследить, как менялась крупномасштабная структура Вселенной на протяжении миллиардов лет.

Галактика в виде спирали
Спиральная галактика в районе созвездия Большой Медведицы, снимок ХабблИсточник: NASA

Телескоп также поможет понять природу темной энергии. Наблюдая за распределением галактик в трех измерениях, астрономы смогут реконструировать историю расширения Вселенной и проверить, действительно ли темная энергия постоянна во времени.

Какие фото сделаны с помощью «Нэнси Грейс Романа»

Научные снимки «Романа» пока не опубликованы. Телескоп только начал путь к точке Лагранжа L2, и его приборы еще не прошли полную калибровку. NASA планирует выпустить первые изображения в начале 2027 года.

Однако уже есть один снимок, сделанный во время миссии. Сразу после запуска NASA опубликовало фотографию, на которой запечатлен момент отделения телескопа от ракеты.

Отделение телескопа
Телескоп отделяется от SpaceX Falcon HeavyИсточник: NASA

На снимке видно, как «Роман» разворачивается в космическом пространстве. Это техническое фото, а не научное, но оно дает представление о масштабе аппарата.

Когда телескоп начнет работу, его изображения будут принципиально отличаться от того, что мы привыкли видеть от «Хаббла». Вместо одного глубокого снимка маленького участка неба «Роман» будет создавать панорамы — широкие поля, на которых одновременно видны тысячи галактик. Такие изображения больше похожи на карты, чем на художественные фотографии. Но именно в них содержится основная научная ценность: статистика, распределение объектов, крупномасштабные структуры.

Пока можно только предполагать, как будут выглядеть первые научные снимки. Скорее всего, это будут изображения областей неба с множеством галактик на разных расстояниях — своего рода демонстрация возможностей широкоугольной камеры. Возможно, NASA также покажет первый снимок, сделанный коронографом, — изображение планеты у другой звезды.

Вопросы и ответы

Чем «Роман» отличается от «Хаббла» и «Джеймса Уэбба»?

«Хаббл» смотрит на отдельные объекты с высокой детализацией в видимом и ультрафиолетовом диапазонах. «Уэбб» заглядывает в самое раннее прошлое Вселенной в инфракрасном диапазоне, но его поле зрения относительно небольшое. «Роман» — картограф. Он будет делать широкие обзоры неба, охватывая за один снимок участок в 100 раз больше, чем «Хаббл». При этом он сохраняет сравнимую четкость. Эти три телескопа не конкурируют, а дополняют друг друга.

Где находится телескоп и когда он начнет работать?

Телескоп направляется в точку Лагранжа L2 системы Солнце — Земля, расположенную примерно в 1,5 млн км от Земли. Путь займет около трех месяцев. Еще несколько недель потребуется для настройки приборов. Первые научные изображения ожидаются в январе 2027 года.

Будет ли «Роман» искать жизнь в космосе?

Напрямую — нет. Телескоп не оснащен инструментами для поиска биосигнатур. Но он найдет множество планет, в том числе потенциально пригодных для жизни, и уточнит, какие типы планет встречаются чаще всего. Это поможет будущим миссиям, которые будут искать признаки жизни, выбирать цели для наблюдений.