NASA羅曼太空望遠鏡已完成設計

NASA羅曼太空望遠鏡已完成設計，所有部件將於 2024 年準備就緒，屆時將需要對 Roman 太空望遠鏡實施系統集成與整合審查。NASA羅曼太空望遠鏡已完成設計。

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美國宇航局（NASA）正在位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心，研發備受期待的羅曼太空望遠鏡。最新消息是，高級項目科學家 Julie McEnery 表示：“在見證了廣泛的硬件測試和複雜建模後，一支獨立的審查小組已確認，我們設計的寬視場紅外巡天望遠鏡（WFIRST）項目是切實可行的。

羅曼太空望遠鏡的設計與開發工作已完成（來自：NASA）

Julie McEnery 指出：“我們已經知道它的外形與功能，隨着基礎的正式奠定，研發團隊很高興繼續建造並測試他們設想中的這架太空望遠鏡”。

作爲 NASA 的下一代太空望遠鏡，Roman Space Telescope 將穿越廣闊的空間和時間，對宇宙紅外展開深入的調查。

得益於巨大的視野和快速的測量，天文學家們將能夠觀察到數以千計的行星、數百萬的星系、以及數十億的恆星。

天文學家預計，Roman 或爲我們找到更多潛在存在液態水的系外岩石行星，且相關觀測有助於揭示宇宙中的兩大難題 —— 暗能量與暗物質。

Roman 太陽能陣列版，空間環境測試圖。（來自：NASA / Chris Gunn）

上圖展示的工程樣板有兩個用途，除了爲太空望遠鏡提供電力，還可爲內部的光學鏡組、寬視場儀、日冕儀等部件遮陽。

戈達德 Roman 太空望遠鏡項目部副經理 Jackie Townsend 表示：“審覈通過後，我們將轉入激動人心的階段 —— 組裝並測試計劃中要升空的 Roman 硬件”。

據悉，所有部件將於 2024 年準備就緒，屆時將需要對 Roman 太空望遠鏡實施系統集成與整合審查。

接着是模擬發射、在軌道環境中測試完全體，以確保它能夠如預期設計的那樣工作。

如果一切順利，Roman 太空望遠鏡將不遲於 2027 年 5 月正式發射升空。

Take a Spin With NASAs Nancy Grace Roman Space Telescope（via）

即使紅外分辨率與哈勃望遠鏡相同，羅曼的視場卻是前者的 200 倍，能夠輕鬆完成哈勃需要耗時百年才能完成的全面宇宙調查。

正式服役後，羅曼太空望遠鏡將繪製恆星、星系和暗物質圖，以探索大型宇宙結構的形成和演化（比如星系團和超星系團），並對被認爲加速宇宙膨脹的暗能量展開深入研究。

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“詹姆斯·韋布”望遠鏡久“鴿”尚未上天，它的“繼任者”已經要投產了。日前，南希·格蕾絲·羅曼空間望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）成功通過了美國航天局（NASA）的關鍵設計審查，標誌着所有的設計和開發工程工作現在已經完成。

這款正在開發的望遠鏡被NASA定義爲“下一代空間望遠鏡”，原來的名稱是“大視場紅外巡天望遠鏡”，縮寫是WFIRST。最後，NASA以第一任首席天文學家南希·格蕾絲·羅曼（Nancy Grace Roman）命名，紀念她爲推動空間望遠鏡做出的貢獻。

“南希·格蕾絲·羅曼”空間望遠鏡效果圖（來源：NASA）

以“哈勃之母”的名義

1925年5月16日，羅曼出生在田納西州納什維爾市。她在七年級時，就有了成爲一名天文學家的夢想。儘管一路上一直在被“勸退”，但她堅持不懈地走自己所認準的道路。1949年她獲得了芝加哥大學的博士學位。1959年，羅曼進入剛剛成立才半年的NASA，擔任空間科學辦公室的首席天文學與相對論專家，負責天文學相關的.項目和政府撥款。在一次採訪中，她說道：“我知道一旦我開始負責這一工作，就意味着我不太可能再做研究工作了。但是，從頭開始進行一個我認爲可以影響天文學數十年之久的項目，這是我根本無法拒絕的。”

南希·格蕾絲·羅曼 (1925-2018)（來源：NASA）

當時天文學家們可以從氣球、探空火箭和飛機那裏獲得數據，但是無法觀測電磁波的全部，即全光譜，因爲地球的大氣擋住了絕大部分來自遙遠宇宙的電磁輻射。羅曼意識到，只有在太空裏的望遠鏡才捕捉看到地面無法看到的光，只有在太空裏的望遠鏡纔可以享受永久的夜空。於是，她在政府、社會等方方面面大力推動空間望遠鏡。在羅曼的領導下，NASA在1966到1972年間發射了四臺軌道運行的天文臺。雖然四個中只有兩個成功了，但是它們證明了在太空中研究天體物理學的價值與可能。上世紀60年代中葉，她成立了一個由天文學家和工程師組成的委員會，她說服了NASA和美國國會，將發射世界上最強大的空間望遠鏡列爲“頭等大事”。因而，大家普遍認爲是羅曼使得“哈勃”空間望遠鏡成爲現實，羅曼被譽爲“哈勃空間望遠鏡之母”。2018年南希·格蕾絲·羅曼過世，享年93歲。

百倍於“哈勃”的觀測效率

“羅曼”空間望遠鏡的主鏡口徑被設計成2.4米，與哈勃空間望遠鏡一致。 它被天文學家寄予厚望，目標是繪製恆星、星系和暗物質的地圖，以探索大型宇宙結構的形成和演化，比如星系團和超星系團，並研究被認爲加速宇宙膨脹的暗能量，此外還有系外行星和紅外天體物理學領域的基本問題等。

“南希·格蕾絲·羅曼”空間望遠鏡可通過微引力透鏡方法識別系外行星（來源：NASA Goddard）

它主要工作在紅外波段，將攜帶兩臺設備，一臺是大視場設備，紅外分辨率與“哈勃”相當，卻有着比“哈勃”大200倍的視場，這使得它能在更少的觀測時間內拍下更大的天區，在軌期間有望多次掃描整個天區；另一臺是用於技術驗證的日冕儀設備，將對於鄰近的系外行星進行高對比度成像和光譜分析。由於該任務的巨大視野和快速巡天速度，天文學家將能夠觀測到數千顆行星，數百萬個星系，數十億個恆星。同樣的工作如果讓“哈勃”來做恐怕得需要數百年時間。這就是“羅曼”空間望遠鏡被稱爲“下一代”的根本原因。

“南希·格蕾絲·羅曼”空間望遠鏡的紅外視場爲“哈勃”的200倍（來源：NASA Goddard）

接過“哈勃”的接力棒

2020年2月，在達成了一次關鍵的規劃和技術里程碑後，NASA啓動了硬件開發和測試，並建造工程測試部件和模型，來確相關設計可以在發射和在軌的極端條件下能夠安然無恙。 2021年9月，一個獨立的審查小組在對硬件測試和建模評審後認爲，基礎工作已經完成，相信現在的設計是可行的。 接着，組裝與測試階段馬上就會開啓。

根據計劃，2024年，望遠鏡所有的硬件就應該準備就緒了，然後再開展望遠鏡的系統集成與測試。最後，進入模擬發射和在軌環境測試，以確保“南希·格蕾絲·羅曼”空間望遠鏡能夠按照設計工作。預計發射時間不晚於2027年5月。

“南希·格蕾絲·羅曼”空間望遠鏡的太陽翼組件正在進行試驗（來源：NASA/Chris Gunn）

當然，以上都是目前NASA官方給出的時間計劃表，希望它不會被染上“拖延症”。“詹姆斯·韋布”空間望遠鏡就是近在眼前的一個鮮活案例，最初計劃發射時間爲2011年，但是，直到今年，它仍在地面上。