罗曼太空望远镜启程前往深空

猎鹰重型火箭在肯尼迪航天中心轰鸣升空，将罗曼太空望远镜送入晴朗蓝天。图片来源：Cameron Schwartz for Space Scout

美国宇航局（NASA）的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）正在前往深空的途中。该天文台搭载SpaceX猎鹰重型火箭发射，将揭示暗能量的奥秘，观测遥远的系外行星，并探索宇宙的结构。

猎鹰重型火箭于美国东部时间上午7:26从佛罗里达州肯尼迪航天中心39A发射台升空，飞入风景如画的晨空。火箭的两个侧助推器在飞行两分半钟后分离，返回海岸进行标志性的双着陆，而航天器本身则继续随芯级和上面级进入轨道。

猎鹰重型火箭的一个侧助推器滑翔返回着陆，发动机舱和栅格翼拖着冷凝尾迹。图片来源：Nickolas Wolf for Space Scout

与猎鹰上面级分离后，罗曼太空望远镜展开了太阳能电池阵列和遮阳罩，并与地球进行了首次通信。罗曼现在正为前往日地L2点的漫长航行做准备，开始为期三个月的调试期，之后望远镜将全面运行。

“我们让探测器冷却到工作温度，然后开始启动系统，”罗曼太空望远镜天文台经理杰森·海兰（Jason Hylan）说。“这有点像启动一台定制计算机和定制操作系统，所以你必须让它逐步运行。”

猎鹰重型火箭的一个侧助推器点燃三台发动机进行着陆燃烧，被排气羽流包围。可以看到激波扭曲空气。图片来源：Nickolas Wolf for Space Scout

一旦全面运行，罗曼每天将下行约1.4太字节的数据——几乎是詹姆斯·韦伯太空望远镜的30倍。海兰说，当不与地球通信时，无论是由于天气等干扰，还是因为望远镜指向目标，航天器可以在机载队列中存储多达10 TB的数据。

这些数据中的大部分将包含对系外行星（围绕其他恒星运行的世界）的新观测。迄今为止，大多数系外行星都是通过间接方式研究的，例如观察其母星的摆动或变暗。但罗曼的日冕仪将帮助阻挡和过滤这些恒星的光，使罗曼能够直接观测行星本身。

这张由212帧合成的图像描绘了猎鹰重型火箭弧线飞入晨空的路径。图片来源：David Diebold for Space Scout

“这里的不同之处在于我们可以看到行星，因为我们可以看到它，我们就能获得光谱，”罗曼副项目科学家伯特兰·梅内森博士（Dr. Bertrand Mennesson）说。“如果我们能获得行星的光谱，我们就能确切知道其大气成分。”

未来的望远镜，如NASA的宜居世界天文台（Habitable Worlds Observatory），可以使用更有效的日冕仪来观测像地球一样小而暗淡的、围绕其他恒星运行的行星。

这项技术“比人们想象的要近得多，”梅内森博士说，并且适用于各种天文台。“我认为新的常态可能是，从现在起，我们发射的每一台光学大型望远镜都将配备日冕仪。”

猎鹰重型火箭凌日，激波在其圆盘上荡漾。图片来源：David Diebold for Space Scout

望远镜的广角也使其能够同时观测大片天空，这对于其主要科学巡天至关重要。虽然其他天文台设计用于对小目标进行详细观测，但罗曼可以追踪整个星系中的超新星等目标，从而更好地“绘制”宇宙膨胀的图景。

天体物理学家亚当·里斯博士（Dr. Adam Riess）是该领域的顶尖专家之一；2011年，他和另外两位研究人员发现宇宙膨胀正在加速，这一谜团正是罗曼要帮助解决的。这项工作是通过追踪超新星实现的——使用较老的哈勃太空望远镜进展缓慢。

“我们过去需要拍10张照片才能找到一颗超新星，”里斯说。“现在，罗曼拍摄的每一张照片中都会有几十颗超新星，而且我们当然会拍很多。所以基本上我们将大大增加超新星的数量，这将使我们更精确地了解最近的膨胀历史。”

罗曼太空望远镜与猎鹰重型火箭上面级分离，自由漂向L2点。图片来源：NASA/SpaceX

罗曼的任务开局顺利，在接下来的几个月里，它将开始寻找天文学家和天体物理学家最紧迫问题的答案。但海兰预计，罗曼将像之前的哈勃和韦伯一样，揭示远超NASA预期的宇宙秘密。

“作为人类，我们是探索者，发现新事物——那些你没想到的东西——这最让我兴奋。”