你可能已经听说过詹姆斯·韦伯太空望远镜,它拍回的那些深邃宇宙照片,让无数人惊叹。但就在几天后,NASA 的下一台旗舰级太空望远镜就要出发了,它的名字叫南希·格雷斯·罗曼太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)。
这台望远镜有点特别——它长得像一架悬停在空中、被冻住的直升机。更特别的是,它的设计思路和韦伯完全不同:韦伯盯着天空中的一小块区域使劲往深处看,而罗曼的任务,是看“大场面”。
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说人话就是:韦伯擅长看特写,罗曼擅长拍全景。它的视野比哈勃太空望远镜大 100 倍,在为期五年的主要任务里,它扫过的天空面积将是哈勃头 30 年观测总和的两倍还多。NASA 预计,它将绘制约 200 亿颗恒星的分布图,测量超过 10 亿个星系发出的光,还可能新发现多达 20 万颗系外行星。
这台望远镜到底是怎么做到这一切的?答案就藏在它那酷似直升机的机身里。把它的各个部件拆开看,你会发现每一块都对应着一个关键任务。
“机头”里的主镜:和哈勃一样大,但更“冷”
就像直升机的机头装着导航和观测设备一样,罗曼望远镜的前端是它的主望远镜部分。这里负责收集星光,然后把光传递给后方的科学仪器。
这台望远镜的核心是一面直径 7.9 英尺(约 2.4 米)的主镜,尺寸和哈勃的主镜一模一样。在它前方,还有一面直径不到 2 英尺(约 0.5 米)的副镜。这两面镜子都被保持在约华氏 19 度(约零下 7 摄氏度)的低温状态下。为什么要这么冷?据 NASA 介绍,这是为了防止望远镜自身发出的热量干扰观测——如果镜子不够冷,它自己散发的红外辐射就会“污染”它正在捕捉的微弱宇宙信号。
在望远镜的最前端,还有一个像帽子一样的装置,叫“可展开孔径盖”(Deployable Aperture Cover,简称 DAC)。当罗曼进入轨道后,这个遮光罩会弹开,像给镜头戴上遮阳帽一样,挡住杂散光进入望远镜镜筒,同时在整个任务期间保护望远镜敏感的光学元件。
“机翼”的秘密:不是用来飞的,是用来发电和遮阳的
直升机两侧的机翼,在罗曼望远镜上变成了两块扁平的太阳能板。它们不是用来提供升力的,而是用来提供电力的。
这套装置叫“太阳能阵列遮阳罩”(Solar Array Sun Shield,简称 SASS),由六块太阳能板组成。其中两块固定在航天器上,另外四块会在罗曼进入轨道后展开。这些太阳能板朝向太阳,一方面产生维持望远镜运行所需的电力,另一方面,它们投下的阴影能覆盖航天器的大部分区域,帮助那些敏感的科学仪器保持在所需的低温环境下工作。
换句话说,这组“翅膀”既当发电机,又当遮阳伞,一举两得。
真正的“主角”:宽视场仪器
如果说主镜是罗曼的“眼睛”,那么位于后方的科学仪器就是它的大脑和记忆卡。这次任务最核心的仪器,就是宽视场仪器(Wide Field Instrument)。
正是这台仪器,让罗曼拥有了比哈勃大 100 倍的视野。它就像一台超广角相机,能一次性拍下大片的天空。有了它,天文学家才能高效地完成那些需要“普查”级别的任务——比如绘制 200 亿颗恒星的分布,或者捕捉 20 万颗系外行星的踪迹。
这种“广撒网”的策略,和韦伯的“单点深挖”形成了完美互补。韦伯能看清一颗系外行星的大气成分,而罗曼则能告诉我们,这样的行星在银河系里到底有多少颗。
为什么说它是“下一代旗舰”?
罗曼望远镜计划于 8 月 30 日,搭乘 SpaceX 的猎鹰重型火箭,从佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空。它的目的地是距地球约 93 万英里(约 150 万公里)的太空位置。
这个位置,正好是韦伯望远镜所在的拉格朗日点附近。两台望远镜将在那里“会师”,一个负责看细节,一个负责看全局,共同拼凑出更完整的宇宙图景。
对于天文学家来说,罗曼带来的不仅是更大的视野,更是一种研究方式的转变。以前,想研究星系演化,只能挑几个有代表性的星系逐个分析;以后,可以直接拿到上亿个星系的统计数据,从“抽样调查”变成“全面普查”。
当然,这一切都建立在 8 月 30 日发射成功、以及后续所有设备正常工作的前提上。太空探索从来不是一件容易的事,但每一次迈出这一步,人类对宇宙的认知边界就会拓宽一点。几天后,我们就能知道,这台“直升机”能否顺利起飞了。
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