NASA新推出的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜与哈勃和韦伯望远镜的对比

南希·格雷斯罗马太空望远镜在太空中的插图。NASA天文台旨在解决暗能量、系外行星和红外天体物理学领域的重要问题。罗曼号的桶状形状有助于阻挡来自星、地球和月球的多余光线，而航天器较远的位置则有助于保持仪器的凉爽。 NASA戈达德航天飞行中心科学可视化工作室

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（梅根·巴特尔斯）：在革命性的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST 或 Webb）首次亮相不到五年后，NASA即将返回发射台，部署另一座世界级的太空天文台——南希·格雷斯·罗曼太空望远镜。这台简称Roman的太空望远镜将追踪暗物质、暗能量和系外行星，同时为各种天体物理学家提供前所未有的宇宙观。

随着韦伯和历史悠久的哈勃太空望远镜不断收集更多观测数据，不禁让人好奇另一次任务会带来什么。但知情的科学家们迫不及待地希望罗曼明年初能真正开始工作。其独特能力将补充哈勃和韦伯望远镜，同时创造自身极其重要的遗产——即使人们还不太熟悉。

“罗曼有点像个安静的弱势者，”NASA戈达德太空飞行望远镜的天体物理学家、曾任罗曼通信副项目科学家的伊丽莎·昆塔纳告诉《大众科学》。“他们收集的所有数据，将成为未来数十年的金矿。”

这是我们银河系中心的罗马模拟图像（1/140罗马视场）。 图片来源：NASA科学可视化工作室

该任务有三个庞大研究目标：追踪暗物质和暗能量的微妙特征，识别数万颗新的系外行星，并收集大量一般天体物理观测数据——数百个黑洞、数十亿个星系和一千亿颗恒星的数据。这艘以NASA首任天文学主管命名的航天器，仅配备一台仪器即可完成所有任务，尽管第二台实验仪器正随行，试图发现类似我们木星的外星行星。

为了应对其紧凑的议程，罗曼将以精心编排的舞蹈环绕天空，这舞蹈独特地量身定制。

“这是一台大型测量机，但分辨率也很高。”通常，你必须在其中一个选择，“加州西方学院的天体物理学家萨布丽娜·斯蒂尔沃尔特告诉《大众科学》。斯蒂尔沃尔特还是罗马科学用户小组的联合主席，该小组是任务团队与全球科学界之间的联络机构。

罗曼对测量的关注深植于其核心结构，是NASA现有旗舰望远镜无法匹敌的。

“不仅仅是我们的视野远大于哈勃和韦伯，”美国马里兰州NASA戈达德航天飞行中心的天体物理学家、罗曼项目高级科学家朱莉·麦克恩里向《大众科学》解释道。

镜面——任何望远镜的核心——以及整个航天器都比哈勃和JWST更轻。

“我们有一个能灵活移动的天文台，能瞬间停下，”麦克纳里说。

在数小时内，技术人员们精心连接了NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的内外各部分。图片来源：NASA/乔莱拉·齐特亚。乔莱拉·奇特亚

韦伯是这种天赋权衡的典型例子，他优先打造一面巨大的巨型镜子，能以极深的视角穿透宇宙为代价。

“你可以把罗曼看作广角镜头，韦伯则是变焦镜头，”麦克纳里解释道。

这两种观测方法都没有优劣——每种模式只是服务于不同的目的。例如，斯蒂尔沃尔特说，如果一位天文学家用韦伯观察一个星系，并注意到“它有某种奇怪的形状”，那么这个星系就成了一个引人入胜的谜题。像韦伯这样的仪器无法揭示这件太空奇异现象背后的故事，也无法解释其奇异形状的原因。斯蒂尔沃尔特说，要做那种宇宙侦探工作，你需要像罗曼那样的天文台。

韦伯和罗曼之间的优势平衡应能使两人成功合作。

除了这些差异外，这对组合还有一些相似之处。这两个天文台都位于距离地球近100万英里的地方，位于太阳相对的一侧，在那里它们自然保持较冷。这种定位很重要，因为两台望远镜主要研究红外辐射，而热量会干扰红外辐射。然而，Webb覆盖的灯光范围更广，因此需要其标志性的防晒板进行额外保护。

在许多方面，罗曼与更高级的哈勃望远镜比与韦伯更为亲缘。罗曼和哈勃都采用了太空望远镜常见的基本口红筒框架。每个天文台的核心都配备了一面直径7.9英尺的圆镜，尽管罗曼的镜子重量只有前一台的四分之一，这增强了航天器的灵活性。

与韦伯望远镜不同，罗曼望远镜和哈勃望远镜均设计用于太空维护。在1990年代和2000年代，哈勃有五组宇航员访问进行升级和其他工作，而罗曼的远程前哨站意味着NASA需要开发目前不存在的机器人维修系统来为其加注燃料。所以它不会像哈勃望远镜那样容易修复。

这对传感器的真正区别在于传感器：罗曼拥有更多传感器，且每个传感器都比哈勃同类传感器大得多。这意味着罗曼每次观察时，都会看到一块比哈勃大100倍的惊人天空。这意味着在罗曼号最初五年内，它观测到的天空量是哈勃30年工作时间的50倍。

这张信息图展示了NASA三项旗舰任务中部分仪器的互补能力：哈勃太空望远镜以及正在开发中的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜。哈勃通过红外、可见光和紫外光观测宇宙，提供了更全面、高分辨率的单个天体视角。罗马太空望远镜将专门扩展哈勃红外观测，利用更大的视场，以同样高分辨率打造巨大的宇宙全景。韦伯还将进行高分辨率红外观测，利用更窄的视野跨越更远的空间。图片：NASA戈达德航天飞行中心。

但这并不意味着哈勃望远镜就过时了。NASA致力于尽可能长时间保持这座已有36年历史的天文台的运行。哈勃与其后继者相比的一个特别优势是能够观测可见光，更重要的是，地球大气层完全阻挡了地面天文台的紫外线辐射。

因此，尽管罗曼代表了重大改进，但深受喜爱的哈勃望远镜在明年初全面投入运行后，仍将面临大量工作。

麦克纳里说：“哈勃继续做它一直以来所做的所有科学工作，因为我们不会用罗曼望远镜来复制哈勃的科学。”“哈勃将继续做哈勃一直以来的做法，因为罗曼将以哈勃无法做到的方式运作。”

罗曼计划于8月30日星期日美国东部时间上午7：26从佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心发射。