在美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心的一间无菌白色洁净室里,一台配备高耸橙色太阳能板和闪亮银色底座的金属装置格外引人注目。这便是南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,它于近日完整亮相,让在场的科学家们满怀自豪。
罗曼项目资深科学家朱莉·麦克亨利在新闻发布会上难掩期待,她表示罗曼望远镜极有可能带来意想不到的科学发现,这些发现将为未来的太空任务开辟全新的探索方向。这台望远镜以NASA首任天文学主管、首位女性高管南希·格雷斯·罗曼命名,它将成为人类探索宇宙奥秘的又一重要工具,与詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)、宇宙历史偏振分光辐射计(SPHEREx)、欧几里得空间望远镜以及服役多年仍表现出色的哈勃望远镜等齐名,不过它也有着独特的专长。
罗曼望远镜计划于2026年9月发射,较原计划提前了8个月,且预算未超支。它有望带领人类探索宇宙中尚未触及的全新领域。据NASA介绍,罗曼望远镜的主镜直径约2.4米,与哈勃望远镜相当,但它的拍摄天区范围至少是哈勃的100倍。NASA局长贾里德·艾萨克曼称,罗曼望远镜的巡天能力比哈勃快1000倍以上,单次成像可覆盖的天区面积是哈勃的200倍,哈勃需要2000年才能完成的观测任务,罗曼望远镜一年就能完成,其拍摄的图像幅面极大,目前世界上没有一块屏幕能完整展示。对比来看,哈勃望远镜服役约35年来累计收集了约400TB的数据,而罗曼望远镜正式运行后每年就能产生500TB的数据,这些数据蕴含着巨大的潜力。
罗曼望远镜专门针对可见光与近红外波段进行了校准调校。不同望远镜依靠不同波长观测宇宙,例如韦布望远镜专注于红外波段观测,哈勃虽能观测部分红外光,但主要聚焦可见光与紫外光。一片天区就像有多层结构,许多极为遥远的天体只能在红外波段被观测到,而同一片天区中的可见光天体则需要借助特定望远镜进行更细致的研究。罗曼望远镜的超快数据处理速度是其显著特性之一。与韦布望远镜相比,它搭载的广域仪器(WFI)拍摄的图像幅面宽50倍,但观测深度更浅,因为它无需像韦布望远镜那样探索宇宙极深处,过度追溯反而会浪费其性能。广域仪器包含一台3亿像素的可见光至近红外成像相机和一台无缝光谱仪,这种广度优先的全景观测视角使科学家无需精挑细选观测天区,只需开展巡天扫描就能锁定有趣目标进行聚焦观测,从而能够捕捉快速发生的宇宙事件,如快速射电暴,大幅提升实时观测超新星爆发、中子星碰撞等转瞬即逝现象的概率。南希·罗曼望远镜项目科学家多米尼克·本福德表示,将观测到数千颗超新星,其中部分距离远超人类此前观测到的所有超新星,通过这些爆发的恒星追溯宇宙的演化历史。
罗曼望远镜还有望帮助解开宇宙最大谜团之一——黑暗宇宙的奥秘。尽管历经多年探索,科学家仍未明确暗物质与暗能量的本质。目前可知,宇宙中的普通物质不足以阻止星系分崩离析,同时宇宙的膨胀速度异常加快,前者被归因于暗物质填补了普通物质的作用空缺,后者则由暗能量驱动膨胀,而这两种物质合计占宇宙总量的95%,却从未被确凿探测到。罗曼望远镜凭借超大视场,能够快速对大量星系成像,构建详尽的三维宇宙图景,呈现不同星系的动力学特征,追踪宇宙膨胀过程,这是人类研究暗物质与暗能量的两大核心途径。麦克亨利表示,还将研究宇宙随时间的膨胀规律,这是解开暗物质、暗能量本质以及宇宙时空结构的关键。
罗曼望远镜搭载的另一套专用仪器也具有极高的科研价值。例如它配备的日冕仪,可遮挡遥远恒星的强光,帮助望远镜直接拍摄系外行星。NASA称,这台望远镜的日冕仪能探测到亮度仅为其宿主恒星一亿分之一的行星,该能力是现有太空日冕仪的100至1000倍,能够直接拍摄与木星大小、温度及距主星距离相近的行星所反射的恒星光。
如今罗曼望远镜已建造完成,即将开启下一阶段任务。它将被运往位于佛罗里达州的NASA肯尼迪航天中心发射场,并开展各项发射相关测试。此前,罗曼望远镜已完成大量发射前试验,包括经受超强噪音冲击、剧烈振动、极端高低温环境等一系列严苛考验,以确保它能承受发射过程的严苛考验以及太空极端环境。罗曼望远镜集成与测试科学家杰里米·S·珀金斯介绍,剩余工作大多是最终检测与收尾,包括各类防护层封装、确认所有传感器安装到位,并拆除测试用传感器。
发射方面,所有测试完成后,NASA将选用SpaceX猎鹰重型火箭将这一科研重器送入太空。截至目前,猎鹰重型火箭已完成11次发射,这台高70米的运载火箭成功率达100%。入轨并与火箭分离后,罗曼望远镜将前往距地球约100万英里的稳定引力点——拉格朗日L2点,这里是太空探测器的热门选址,既能让探测器避开太阳直射热量,又能以合适轨道保障地面测控中心的顺畅通信。







