NASA耗资43亿美元打造的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）配备一台3亿像素摄像机，其光学镜面由翻新的侦察卫星镜改造而成。该望远镜已于周日从佛罗里达州肯尼迪航天中心成功发射升空，肩负揭示驱动宇宙神秘力量的探索使命。
此次任务将拓展NASA其他著名天文台的观测视野——罗曼望远镜的视场范围是哈勃空间望远镜的100倍，同时也将与詹姆斯·韦伯空间望远镜的突破性成果形成互补。罗曼望远镜是继2021年韦伯望远镜发射之后，本世纪第二个由NASA主导的天体物理学任务。
与当年多次延期才得以升空的韦伯望远镜不同，罗曼望远镜提前九个月就完成了发射准备，比NASA原定的2027年5月发射承诺整整提前了近一年。
NASA局长贾里德·艾萨克曼（Jared Isaacman）表示："罗曼望远镜正是我们希望在NASA各项目中看到的成功典范。提前完成、不超预算，这一任务凝聚了NASA员工和行业合作伙伴超过十年的心血与付出。如今，罗曼将为我们绘制宇宙新图集，突破探索边界，向世界展示当美国航天计划将宏大抱负与严格执行相结合时所能创造的一切。"
SpaceX猎鹰重型火箭以雷霆之势将罗曼送入太空。这枚搭载27台煤油发动机的重型运载火箭于美国东部时间周日早上7时25分（UTC时间11时25分），从肯尼迪航天中心39A发射台腾空而起。黎明时分，猎鹰重型火箭划破长空，飞越大西洋上空，两枚可重复使用的侧助推器返回卡纳维拉尔角，随后将罗曼望远镜送上轨道，其最终位置将是月球到地球距离的四倍之远。
满载燃料后，罗曼望远镜重约20000磅（约9公吨），几乎填满了猎鹰重型火箭的整流罩空间。火箭将望远镜送往日地第二拉格朗日点（L2点）附近的观测轨道，该引力平衡点距地球约150万千米。
"这是一艘大型航天器，"NASA罗曼任务发射指挥官丹顿·吉布森（Denton Gibson）说，"我们需要猎鹰重型提供的全部500万磅推力，而它的表现完美无缺。"
罗曼望远镜抵达L2点运行轨道约需三个月时间。在此期间，地面团队将对望远镜进行激活和校准，科学家计划在年底前发布首批科学图像。
该任务以南希·格雷斯·罗曼（Nancy Grace Roman）的名字命名。她是NASA首任首席天文学家，也是空间望远镜事业的先驱倡导者。在她任职NASA期间，罗曼积极争取科学界的支持和国会的资金拨款，推动了哈勃望远镜的诞生。罗曼于1979年从NASA领导层退休，并于2018年辞世。2020年，NASA宣布将这架此前被称为"广域红外测量望远镜（WFIRST）"的下一代大型天文台正式以她的名字命名，以表彰其历史性贡献。
工程师们花费近十年时间，围绕一面直径2.4米的望远镜主镜完成了整个天文台的组装。该主镜由美国国家侦察局（NRO）——即美国政府的间谍卫星机构——捐赠给NASA，其口径与哈勃望远镜的主镜相同。
NASA于2012年接收了两台NRO侦察望远镜，科学家随即将其中一台划拨给后来的罗曼任务使用。第二台望远镜目前尚无明确用途。这两台望远镜是NRO在取消其中一项监视卫星项目后宣布的剩余设备。
这台"现成"望远镜的意外到来，促使WFIRST项目进行了重新设计。当时仍处于规划阶段的天文台规模随之几乎扩大了一倍，以适配这台望远镜，在提升观测能力的同时也增加了项目成本。地面团队还对镜面进行了重新配置，调整其"光学处方"，使其能适应更低的工作温度。
"这当然不是简单的即插即用，"NASA戈达德太空飞行中心罗曼望远镜高级项目科学家朱莉·麦克纳尼（Julie McEnery）说。
罗曼望远镜于2020年通过NASA确认审查，此后项目研发按预算推进，进度超出预期。
NASA科学任务理事会主任尼基·福克斯（Nicky Fox）将罗曼望远镜称为"瑞士军刀式望远镜"。它将覆盖天空面积的12%进行巡天观测——听起来比例不高，但远超哈勃在轨36年间仅覆盖0.1%天空面积的成就。
"罗曼的大视场和高速巡天能力，将揭示无数未知的宇宙天体，同时照亮暗能量和暗物质的神秘面纱，"福克斯说，"在执行任务期间，罗曼将发现数万颗新行星、数十亿个星系、数千颗超新星和数百亿颗恒星。完成这一切的速度大约是哈勃的1000倍……换句话说，罗曼一个月能完成的工作，哈勃需要整整一个世纪。"
宇宙学家迫切希望进一步了解暗能量——这种看不见的力量根据宇宙标准模型，约占宇宙总能量的70%，并被认为是驱动宇宙加速膨胀的原因。暗物质约占宇宙总量的四分之一多，其余部分则由我们可以看见和触摸的普通原子和分子构成。
然而标准模型未必是正确的。罗曼望远镜的大量新发现"可能印证目前关于宇宙标准模型存在误差的初步迹象，并为我们指引探寻正确答案的方向，"麦克纳尼表示。
"仅一个月的罗曼观测数据，就能覆盖整个银河系的巡天，探测到银河系内多达一半的恒星，"麦克纳尼说，"这本身就将构成一个比当今任何天文目录都更为庞大的天体数据库。我们的主巡天任务将历时一年以上，规模极为宏大。仅一张罗曼最大巡天的全幅图像，就需要超过50万台4K电视才能完整呈现——这些电视并排摆放可以覆盖曼哈顿45个街区，或者完整覆盖优胜美地国家公园的酋长岩。"
罗曼望远镜搭载的宽视场仪器赋予了它宽广的视野。这台近红外摄像机单次拍摄范围超过满月面积，使罗曼能够绘制出星系团、物质和暗物质构成的宇宙网等宏观结构的图谱。
"换个角度来说，哈勃和詹姆斯·韦伯就像是透过钥匙孔窥视宇宙，而南希·格雷斯·罗曼则将直接踢开那扇门，"福克斯说，"但罗曼并非只是更快地重复哈勃和韦伯的工作，它能够开展两者都无法完成的全新科学探索。三架旗舰望远镜将联合开展观测，共同为我们呈现一幅更完整的宇宙图景，以及我们在宇宙中的位置。"
罗曼搭载的第二台仪器——日冕仪——将允许天文学家直接对银河系内遥远恒星周围的行星进行成像。日冕仪通过遮挡来自恒星的强烈光线，利用遮光罩和大型自适应柔性镜面，探测亮度仅为宿主星亿分之一的行星。NASA表示，罗曼配备的日冕仪内置可实时调整光学处方的自适应镜面，灵敏度是韦伯和哈勃此前日冕仪的100至1000倍。
罗曼的这一观测利器将使天文学家能够研究比今天更多类型系外行星的大小、大气层和结构。日冕仪的技术创新将为未来仪器的设计提供参考，有望进一步扩展直接成像的范围，直至捕捉到宜居带内岩石行星的图像。
"罗曼将在可见光波段拍摄行星世界、尘埃盘和附近恒星，帮助我们看到那些比以往望远镜记录的热木星更老、更冷、轨道更近的巨行星，"福克斯说。
罗曼还将采用经典的凌日法探测系外行星，但科学家预计，凭借更宽广的视场，这台新望远镜将发现比以往任何空间任务都多得多的行星。
所有这一切意味着海量数据。
"仅在一天的宇宙观测中，罗曼就将向地面传输1.4太字节的数据，"福克斯说，"这相当于一整套游戏系统的硬盘容量，数量着实惊人。"
在计划中的五年任务期内，罗曼将几乎每天向地球传输这一体量的数据。NASA及其合作伙伴将通过一套独立于机构已超负荷运转的深空网络的全球地面站网络与罗曼保持通讯。NASA和负责罗曼运营的空间望远镜科学研究所将把望远镜采集的数据发布至向全球科学家开放的公共档案库中。
许多天文学家习惯于将哈勃和韦伯的数据直接下载到个人电脑上，但在罗曼时代，这在大多数情况下将不再现实。NASA这架新天文台在五年主要任务期内将产生20拍字节（即2万太字节）的数据，相比之下，哈勃自1990年发射至今仅传回约400太字节的数据。
为此，科学家专门开发了一个基于云计算的平台，供天文学家浏览、获取和分析罗曼的海量数据，提供预配置内置软件和自带软件两种数据处理选项。
"没有任何一个人能够看遍罗曼所拍摄的所有恒星、所有星系以及所有异常天体，"NASA戈达德太空飞行中心罗曼望远镜集成与测试科学家杰里米·帕金斯（Jeremy Perkins）说，"我喜欢这样来理解这件事：罗曼任务结束时留下的数据集，将比你最喜欢的音乐流媒体平台的数据量还要庞大。就像我无法在网上逐一收听每一首歌来找到新音乐，我必须借助算法和其他方式来发现新音乐一样，我们在处理罗曼数据时也将采用同样的方法。"
"物理学今天对宇宙本质的许多探索，都需要大量统计数据作为支撑，"NASA罗曼任务项目经理杰基·汤森（Jackie Townsend）说。
在一次巡天任务中，罗曼将在约三周内覆盖相当于3455个满月面积的天区，然后在五天半内对其中较小的区域反复观测——这些都是哈勃和韦伯无法胜任的任务。
"我们将开展根本不同的科学研究，"汤森说，"在部分观测中，我们将制作银河系内部以及遥远星系动态变化的3D影像，这在历史上从未有过。"
罗曼将以与哈勃最经典图像——如著名的哈勃超深场图——相同的清晰度，赋予整个夜空以生机与细节。
"现在，我们要把这种景深和能力应用到覆盖相当比例夜空的全局尺度上，"汤森在接受采访时说，"就像当年我们将哈勃对准一片看似黑暗的区域，却发现了数十亿个星系，我相信罗曼也将带来同样令人叹为观止的时刻，让我们意识到：在拥有如此庞大数据集之前，我们对宇宙的运行规律根本知之甚少。"
Q&A
Q1：罗曼空间望远镜和哈勃、韦伯望远镜有什么区别？
A：罗曼空间望远镜的视场范围是哈勃的100倍，单次拍摄范围超过满月面积，巡天速度约为哈勃的1000倍。哈勃和韦伯更擅长对特定目标进行深度观测，而罗曼专注于大范围巡天，能开展两者都无法完成的全新科学探索，三架望远镜联合使用将共同呈现更完整的宇宙图景。
Q2：罗曼空间望远镜主要研究什么科学问题？
A：罗曼望远镜将重点研究暗能量和暗物质，有望揭示宇宙加速膨胀的成因，并检验现有宇宙标准模型是否正确。此外，它还将探测数万颗系外行星、数十亿个星系和数千颗超新星，并通过日冕仪直接为系外行星成像，研究其大气层和结构。
Q3：罗曼空间望远镜产生的数据怎么处理，普通科学家能用吗？
A：罗曼望远镜每天将向地面传输约1.4太字节数据，五年任务期间总数据量预计达20拍字节，远超哈勃迄今全部数据。NASA专门开发了基于云计算的数据平台，全球科学家可通过公共档案库免费获取，并可使用内置软件或自带工具进行数据分析，无需下载到个人电脑。
