NASA新一代暗能量望远镜，能帮地球躲过小行星

（来源：麻省理工科技评论）

8 月底，NASA 计划从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射南希·格雷斯·罗曼空间望远镜。它的主要任务，是帮助科学家进一步理解宇宙如何运行：从像胶水一样将星系聚拢在一起的暗物质，到推动宇宙加速膨胀、至今仍难以捉摸的暗能量。

但罗曼望远镜或许还能承担另一项任务：帮助地球抵御可能带来灾难的小行星。今年 9 月，一个由多家机构的行星科学家和天文学家组成的团队将公布一项研究，说明罗曼望远镜为何特别适合搜寻小行星，并帮助判断它们的运行轨迹、大小和物质组成。

罗曼望远镜以 NASA 首任首席天文学家南希·格雷斯·罗曼（Nancy Grace Roman）命名，配备一台 3 亿像素的超广角红外相机。它一次能够观测的天区面积，约为哈勃空间望远镜的 100 倍。凭借这一能力，它有望发现数千颗新行星和数万颗爆发中的恒星，并以前所未有的精度观测超过 10 亿个星系。而在遥望遥远宇宙的过程中，它的视线也会穿过太阳系，这恰恰让它具备了发现小行星的独特优势。

罗曼望远镜最初并不是为行星防御设计的。但去年夏天，特朗普政府再次提出大幅削减该项目的经费。“2025 年 7 月，我的同事、NASA 行星科学家里克·科森蒂诺（Rick Cosentino）对我说，我们应该展示罗曼望远镜在行星防御方面的潜力，让这项任务得到更多议员和纳税人的关注。”巴尔的摩空间望远镜科学研究所研究员布莱恩·霍勒（Bryan Holler）说。

霍勒及其同事将在海牙举行的欧洲行星科学大会上介绍这项研究。根据他们的分析，罗曼望远镜凭借极大的视野和红外观测能力，可以发现长度约 18 米的小型小行星。这与 2013 年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的小行星大小相近。当时的爆炸威力相当于 50 万吨 TNT，造成约 1500 人受伤入院。

不过，想让罗曼望远镜真正承担小行星观测任务，还需要对它的软件做些调整。按照原本的设计，罗曼望远镜会越过太阳系，尽可能清晰地拍摄更遥远的宇宙。来自宇宙射线、设备故障或小行星的拖影，都会被软件识别并自动剔除。“无论这些条纹是由宇宙射线、系统异常还是小行星造成的，软件都会将它们判定为干扰并删除。”约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家、行星防御研究员安迪·里夫金（Andy Rivkin）说。

但天文学家可以重新检查这些被剔除的图像，从中辨认出由小行星留下的痕迹。即使经过软件调整，罗曼望远镜也不会独自成为寻找小行星的“超级利器”。它真正的优势，在于与詹姆斯·韦布空间望远镜等其他设备协同工作。韦布望远镜同样主要用于观测遥远星系和恒星，也能在需要时集中追踪某一颗小行星。去年，它就在监测2024 YR4的过程中发挥了关键作用。这颗小行星一度成为人类发现过的撞击风险最高的小行星。

里夫金说，“但罗曼望远镜的视野要大得多。”这意味着，它可以在很短时间内同时观察多颗存在潜在风险的小行星。“在合理的观测时间内，罗曼望远镜能够获得的小行星红外观测数据，远远超过韦布望远镜所能完成的数量。”霍勒说。

这些小行星如果只是安全经过地球，人们便可以解除警报。但如果它们可能撞击地球，包括韦布望远镜在内的其他设备就可以根据罗曼望远镜提供的线索继续追踪。这些观测不仅能帮助专家评估撞击可能造成的破坏，也能为发射航天器、尝试改变小行星轨道提供依据。“罗曼望远镜将观测极其广阔的宇宙空间。我们早就知道，它会为许多原定任务之外的科学研究带来大量机会。”NASA 总部天体物理学传播负责人阿莉丝·费舍尔（Alise Fisher）说。

目前，NASA 行星防御协调办公室及其全球合作伙伴最担心的，是直径约 140 米及以上的小行星。据估计，大约有 2.5 万颗此类小行星运行在近地轨道上，其中超过一半仍未被发现。一旦其中一颗撞击城市，大片区域可能在瞬间被摧毁，或遭受无法挽回的破坏。

天文学家还估计，地球附近约有 23 万颗直径约 50 米的小行星，但目前被发现的还不到10%。这类小行星未必会彻底摧毁一座城市，但撞击释放的能量可能相当于一枚大型原子弹，只是不会产生核辐射。

理论上，人类可以通过让航天器撞击小行星，改变它的运行轨道；也可能使用核武器将其炸碎或蒸发。但在采取行动之前，行星防御人员首先必须知道这些小行星在哪里。因此，NASA 资助建设了一套地面望远镜网络，专门寻找潜在威胁。这些望远镜十分有效，但能够覆盖的夜空范围终究有限，地球大气层也会对观测造成干扰。

这也是 NASA 计划在 2027 年发射近地天体巡天者空间望远镜的原因。它将部署在地球与太阳之间，寻找许多地面望远镜难以发现的小行星。与不少使用可见光观测的设备不同，它主要通过红外线寻找目标。

小行星在红外波段下更加明显，科学家也能借此更准确地估算它们的大小。按照计划，近地天体巡天者只需几年时间，就可能找到近地轨道上 90% 的城市级威胁小行星。近地天体巡天者是一台专门为行星防御设计的望远镜。但它也会与多台主要承担科学观测任务的设备协同工作，包括同样具备红外观测能力的罗曼望远镜和韦布望远镜，以及刚刚开始执行十年全天巡天计划的维拉·鲁宾天文台。

鲁宾天文台位于智利的一座山顶，预计将在绘制宇宙图景的同时，发现约 8.9 万颗近地小行星。这些设备可以这样配合：假设近地天体巡天者发现了一颗小行星，根据最初几次观测，它存在撞击地球的可能。随后，它又发现了五颗情况类似的小行星。

但仅凭早期数据，科学家仍无法准确判断它们的轨道。此时，研究人员可以让视野极广的罗曼望远镜对准同时覆盖这些小行星的天区。几天之内，它就可能将轨道测量的精度提高数个数量级。

罗曼望远镜所在的位置，也不同于近地天体巡天者和鲁宾天文台。霍勒说，“这些略有差异的观测角度，可以帮助我们更快地缩小轨道范围。相比所有设备都从同一位置观察，效果会好得多。”

进一步观测后，科学家或许会发现，其中五颗小行星在可预见的未来都不可能撞击地球。但仍有一颗无法排除风险。这时，包括韦布望远镜在内的其他设备，就可以继续追踪并展开更详细的研究。

霍勒解释道，“无论是太空望远镜还是地面望远镜，观测资源通常都供不应求。一颗近地小行星刚被发现时，只要它的撞击概率不为零，我们也不可能对所有目标进行后续观测。”

因此，罗曼望远镜可以帮助科学家筛选目标，确保有限的观测资源被用在真正需要跟进的小行星上。罗曼望远镜的红外设备还能较为准确地估算小行星的大小，甚至判断它究竟是岩石质小行星、结构疏松且富含水和碳的小行星，还是金属质小行星。这些信息可以为小行星的成分、密度和质量提供重要线索。它们不仅关系到我们如何评估撞击造成的破坏，也决定了要把它推离当前轨道，需要付出多大力气。

在保护地球这件事上，罗曼望远镜不会像近地天体巡天者那样担当主角。但当它寻找超新星、观测围绕遥远恒星运行的行星时，也会顺便承担起另一项任务：帮助全球 80 亿人远离一场来自太空的灾难。

https://www.technologyreview.com/2026/08/05/1141200/nasas-roman-telescope-detect-asteroids/