30 серпня 2026 року ракета SpaceX Falcon Heavy підняла з майданчика 39A Космічного центру Кеннеді телескоп Roman, названий на честь першої головної астрономки NASA Ненсі Ґрейс Роман. Апарат вирушив у тримісячну подорож завдовжки близько півтора мільйона кілометрів — до тієї самої точки Лагранжа L2, де вже кілька років працює телескоп James Webb. На цьому подібність між ними майже й завершується. Порівняння телескопа Roman із James Webb показує два протилежні інженерні задуми, й різниця помітна від розміру дзеркала до самої форми конструкцій.
Два дзеркала різного розміру
Головне дзеркало телескопа Roman суцільне, вкрите сріблом і має 2,4 м у діаметрі — рівно стільки ж, скільки в Hubble. Webb несе значно більше дзеркало, завширшки 6,5 м, складене з 18 шестикутних сегментів із берилію з тонким золотим покриттям. Така поверхня збирає приблизно вшестеро більше світла, ніж дзеркало Hubble. Розмір дзеркала визначає і чутливість, і роздільну здатність: що воно більше, то слабші сигнали вловлює телескоп і дрібніші за кутовим розміром деталі розрізняє. Webb завдяки цьому бачить тьмяні й найдальші об’єкти та розрізняє тонші деталі, до яких Roman «не дотягнеться». Roman обійшовся меншим дзеркалом, бо його ціль лежить ближче і не потребує такої глибини погляду.
Ширина проти глибини
Різницю між двома апаратами найпростіше уявити через фотооб’єктиви. Webb працює як потужний телеоб’єктив: він наближає невелику ділянку неба і витягує з неї найдрібніші деталі. Roman діє як ширококутний об’єктив і охоплює величезні простори за один знімок. Його поле зору щонайменше у сто разів більше за поле Hubble. Серце апарата — широкоформатна камера Wide Field Instrument на 300 мегапікселів із 18 детекторами, кожен розміром із крекер. За п’ять років Roman огляне приблизно у 50 разів більшу ділянку неба, ніж Hubble устиг за 30 років роботи. Поле зору телескопа Webb лишається дуже вузьким — менше за десять квадратних кутових хвилин, і для широких оглядів неба він не призначений.
Різні ділянки інфрачервоного спектра
Обидва телескопи ловлять інфрачервоне світло, кожен у своєму відрізку спектра. Roman охоплює діапазон приблизно від 0,5 до 2,3 мікрометра — це видиме світло і ближній інфрачервоний край. Webb сягає значно далі, від 0,6 до 28,5 мікрометра, аж у середній інфрачервоний діапазон. Причина криється у розширенні Всесвіту. Світло від найдавніших галактик за мільярди років розтягується і зміщується в червоний бік спектра, і розгледіти перші зорі можна лише в довгих інфрачервоних хвилях. Webb полює саме за таким світлом. Цілі Roman розташовані ближче в часі й просторі, їхнє світло зміщене менше, тому телескопу вистачає коротших хвиль.
Чому Webb має такий незвичний вигляд
Робота в довгих інфрачервоних хвилях змушує тримати телескоп у холоді, адже власне тепло приладу засвічувало б слабкий сигнал. Webb захищає п’ятишаровий сонцезахисний екран розміром із тенісний корт — приблизно 21 на 14 метрів. Екран постійно тримає дзеркало й прилади в тіні, де вони охолоджуються до близько –233 °C. Щоб умістити таку конструкцію під обтічником ракети, інженери склали телескоп на кшталт оригамі, а вже після старту він розгортався кілька діб. Roman влаштований простіше: менше дзеркало і ближчий інфрачервоний діапазон дозволяють обійтися компактним тепловим захистом, а сам апарат за розмірами нагадує туристичний автобус і не потребує велетенського екрана.
Що шукає кожен телескоп
Roman створювали передусім заради темної енергії та темної матерії — двох складників, які визначають розширення й будову Всесвіту, але лишаються майже невідомими науці. Широкі огляди теоретично можуть дати доступ до статистики мільярдів галактик, за якою астрономи зможуть відстежити, як змінювалося розширення простору з часом. Друга велика мета — планети поза Сонячною системою, які Roman шукатиме кількома способами. Основу дасть широкий огляд центральних областей Галактики, побудований на двох методах. Транзитний метод фіксує періодичне потемніння зорі, коли планета проходить перед нею, і, за оцінками NASA, може відкрити близько ста тисяч світів. Ця цифра — модельний прогноз, що залежить від реальної поширеності планет, графіка спостережень і якості обробки даних. Гравітаційне мікролінзування вловлює короткий спалах, коли зоря з планетою проходить перед дальшою зорею і її гравітація фокусує світло тієї зорі, наче лінза; цей метод додасть понад тисячу планет, зокрема на далеких орбітах.
Окремо на борту випробують коронограф — прилад, що затуляє світло зорі, аби сфотографувати тьмяні планети та протопланетні диски навколо зір напряму. Для Roman це передусім технологічний експеримент, покликаний відпрацювати метод для майбутніх місій.
Webb зосереджений на глибині часу. Він розглядає перші галактики, що сформувалися невдовзі після Великого вибуху, стежить за народженням зір і планетних систем у пилових хмарах і розкладає світло атмосфер екзопланет на спектри, шукаючи ознаки різних молекул.
Орбіта, потік даних і термін роботи
Обидві обсерваторії будуть кружляти навколо точки L2 приблизно за 1,5 млн км від Землі. Там сумарне тяжіння Сонця й Землі дорівнює доцентровій силі, яка потрібна апарату, щоб обертатися навколо Сонця в одному темпі із Землею й лишатися з нею на одній лінії. Ця точка не цілком стійка, тому телескоп тримається біля неї з невеликими періодичними коригуваннями двигунів, що потребують мінімум пального.
Roman передаватиме близько 1,4 терабайта даних щодоби — це найбільший потік серед астрофізичних місій NASA. Перші знімки обіцяють показати на початку 2027 року, після тримісячного налаштування приладів. Основна місія розрахована на п’ять років, а запасу пального, за оцінками, вистачить щонайменше вдвічі довше. У телескопа Roman незвична біографія: спершу його дзеркало й корпус проєктували як розвідувальний супутник для Національного управління воєнно-космічної розвідки США, а згодом обладнання передали NASA.
Як два телескопи працюватимуть разом
NASA від початку задумувала Roman і Webb як команду. Roman прочісує величезні ділянки неба і знаходить рідкісні та незвичні об’єкти — саме там, де статистика вказує на щось варте уваги. Webb потім наводить своє велике дзеркало на найцікавіші знахідки й вивчає їх у деталях, недосяжних для ширококутного огляду. Roman здатний і на зворотну послугу — показати ширший контекст навколо ділянки, яку вже дослідив Webb. Разом із Hubble і рентгенівською обсерваторією Chandra ці два телескопи дають астрономам панораму й деталь водночас — від найближчих планет до галактик на межі видимого Всесвіту.
