När den lanseras i mitten av 2020-talet, NASA:s romerska rymdteleskop Nancy Grace kommer att revolutionera astronomi genom att bygga vidare på Hubbles vetenskapliga upptäckter och tekniska språng, Spitzer, och Webb rymdteleskop. Uppdragets breda synfält och enastående upplösning kommer att göra det möjligt för forskare att genomföra omfattande kosmiska undersökningar, ger en mängd information om himlavärlden från vårt solsystem till kanten av det observerbara universum.

Den 23 juli, det romerska rymdteleskopet slutförde framgångsrikt den kritiska designgranskningen av uppdragets marksystem, som är spridda över flera institutioner inklusive Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland; NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland; och Caltech/IPAC i Pasadena, Kalifornien. STScI kommer att vara värd för Science Operations Center (SOC) medan Goddard kommer att tillhandahålla Mission Operations Center och Caltech/IPAC kommer att hysa Science Support Center. Godkännandet av den kritiska designgranskningen innebär att planen för vetenskaplig verksamhet tillhandahåller alla nödvändiga databehandlings- och arkiveringsmöjligheter. Uppdraget kommer nu att gå vidare till nästa fas:bygga och testa de nydesignade systemen som kommer att möjliggöra planering och schemaläggning av romerska observationer och hantering av resulterande data, förväntas vara över 20 petabyte (20, 000, 000 GB) inom de första fem verksamhetsåren.

"På STScI, vi är verkligen entusiastiska över möjligheterna till upptäckter som Roman kommer att ge. Alla områden inom astrofysik kommer att gynnas, " sa STScI biträdande direktör Nancy Levenson. "Vi utvecklar nya verktyg och nya sätt att arbeta så att det globala forskarsamhället på bästa sätt kan utnyttja de avancerade funktionerna i denna undersökningsorienterade, rymduppdrag "big data".

"Det krävs mycket arbete för att nå detta stadium i alla rymduppdrag, och vårt team stod inför den extra utmaningen med covid-19-pandemin. Det framgångsrika slutförandet av den kritiska designgranskningen är ett bevis på alla deras ansträngningar, sa Cristina Oliveira, SOC biträdande chef vid STScI.

I sin roll som Science Operations Center, STScI kommer att planera, schema, och utföra observationer, bearbeta och arkivera uppdragsdatauppsättningar, och engagera och informera det astronomiska samfundet och allmänheten. STScI kommer att samarbeta nära med NASA:s Goddard Space Flight Center, som hanterar uppdraget och kommer att vara värd för Mission Operations Center (MOC). MOC ansvarar för den övergripande rymdfarkostens verksamhet och övervakar data som överförs mellan rymdfarkosten och marken. I samarbetet ingår även Caltech/IPAC, hem för Roman Science Support Center (SSC), som arbetar med de andra marksystemelementen för att uppnå de vetenskapliga och operativa målen för Roman.

Science Support Center vid Caltech/IPAC har till uppgift att utfärda ansökningar om romerska förslag till det allmänna vetenskapssamfundet och hantera förslagsprocessen. Den kommer också att leda Coronagraph Instruments observationsplanering och dataprodukter, och tillhandahålla en dataanalysmiljö för instrument- och communityteamet. Dessutom, det är ansvarigt för samhällsuppsökande för både exoplanetvetenskap och vetenskap som möjliggörs av spektroskopiska observationer. SSC utvecklar och driver också vetenskapsdatapipelines för att bearbeta data från Wide Field Instruments spektroskopiska lägen och för exoplanetmikrolinsvetenskap.

Goddard utvecklar Wide Field Instrument för att utföra de stora vetenskapliga undersökningarna, och NASA:s Jet Propulsion Laboratory utvecklar Coronagraph Instrument för att utföra exoplanet direktavbildningsobservationer.

Vidgar vår syn

Roman kommer att kunna fånga ett område som är över 100 gånger större än Hubble i en enda ögonblicksbild. Detta kommer att ge den den unika förmågan att göra bredfältsundersökningar med rymdbaserad upplösning, som kommer att vara observatoriets primära driftläge.

"Till skillnad från Hubble och Webb, Roman är ett undersökningsuppdrag först och främst, " förklarade den tillförordnade SOC-missionsforskaren John MacKenty från STScI. "Vår roll är att hjälpa till att samla in input från det astronomiska samhället, gör dessa undersökningar redo för samhället att göra vetenskap, och ge samhället de verktyg de behöver för att göra sin forskning."

Romans undersökningar kommer att generera berg av data, skapa nya utmaningar för forskare som försöker analysera dessa data. Som ett resultat, STScI går i spetsen för användningen av molnbaserad datoranvändning för romersk databehandling.

"Istället för att skicka data till astronomen, vi tar astronomen till data, " sa SOCs uppdragssystemingenjör Chris Hanley på STScI.

All data som samlas in av det romerska rymdteleskopet kommer att vara tillgänglig via Barbara A. Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) vid STScI. Dessa data kommer att vara allmänt tillgängliga inom några dagar efter observationerna - en första för ett flaggskeppsuppdrag för NASA:s astrofysik. Eftersom forskare överallt kommer att ha snabb tillgång till data, de kommer snabbt att kunna upptäcka och följa upp kortlivade fenomen, som supernovaexplosioner.

Vetenskapen om det romerska rymdteleskopet

Roman kommer att möjliggöra ny vetenskap inom alla områden av astrofysik. Den kan söka efter dvärgplaneter, kometer, och asteroider i vårt solsystem. Den kommer att avbilda stjärnor i hela vår egen galax för att mäta dess struktur och undersöka dess bildningshistoria. Den kommer också att undersöka stjärnornas födelseplatser, gigantiska plantskolor av gas och damm som Romans stora synfält kommer att kunna avbilda fullt ut i hög upplösning för första gången.

Genom att stirra djupt på breda strängar av till synes tomma delar av himlen, Roman kommer att avbilda ett aldrig tidigare skådat antal galaxer med hög upplösning. Roman kommer att kartlägga distributionen av mörk materia inom stora galaxhopar och upptäcka tusentals galaxer med mycket höga rödförskjutningar, som kommer att ge verktygen för att studera hur galaxer förändras över kosmisk tid.

Romans undersökningar kommer att ge nya insikter i universums historia och struktur, inklusive den mystiska "mörka energin" som gör att själva rymden expanderar snabbare och snabbare. Detta kraftfulla nya observatorium kommer också att bygga på den breda grunden av arbete som påbörjats med Hubble och andra observatorier som Kepler/K2 och Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) på planeter utanför vårt solsystem. Den kommer att upptäcka tusentals exoplaneter med sin bredfältskamera. Dess Coronagraph Instrument kommer att genomföra en teknikdemonstration och, beroende på dess prestanda, kan ge studier av atmosfärerna hos jättelika gasplaneter som kretsar kring andra stjärnor.