NASA(美國國家航空暨太空總署)的 Nancy Grace Roman Space Telescope(南希・葛蕾絲・羅曼太空望遠鏡,以下簡稱羅曼)已在 8 月 30 日搭乘 SpaceX Falcon Heavy(SpaceX 獵鷹重型運載火箭)升空。接下來飛行約三個月、160 萬公里,前往 Sun-Earth L2(日地第二拉格朗日點,能用較少燃料維持穩定觀測的位置)。

羅曼太空望遠鏡搭乘獵鷹重型運載火箭升空
羅曼在美東時間 8 月 30 日 7:26 從甘迺迪太空中心升空,約 70 分鐘後由深空網路接手通訊。
NASA 潔淨室內完成組裝的羅曼太空望遠鏡
2.4 公尺主鏡和 Hubble Space Telescope(哈伯太空望遠鏡,以下簡稱哈伯)同級,重量卻不到哈伯主鏡的四分之一。

3 億畫素配 0.281 平方度視野,快的不只快門

Wide Field Instrument(廣域儀器,WFI;負責近紅外線廣域成像與無狹縫光譜)由 18 片 4096×4096 像素偵測器組成,總畫素約 3 億,單次有效視野 0.281 平方度。它維持接近哈伯的紅外線解析力,卻能一次收進至少百倍天空,整體巡天速度最高可達哈伯的 1,000 倍。

羅曼太空望遠鏡廣域儀器觀測尺度
同樣 2.4 公尺主鏡,羅曼把「看得細」和「一次看得廣」放進同一台望遠鏡。

任務團隊估算,羅曼一個月可完成的銀河系觀測量,哈伯可能需要約一個世紀。工作方式也因此改變:先用羅曼建立大片天空的連續地圖,找到短暫、罕見或位置未知的目標,再交給哈伯、James Webb Space Telescope(詹姆斯・韋伯太空望遠鏡,以下簡稱韋伯)或地面望遠鏡深挖。

暗能量、系外行星與每天約 1.4TB 資料一起來

羅曼五年主要任務會反覆拍攝數十億個星系,利用形狀、距離與時間變化研究暗能量和暗物質,也會以 gravitational microlensing(重力微透鏡,前景天體引力短暫放大後方星光)統計銀河系行星。大視野最有價值的地方,就是把原本靠運氣撞見的超新星、自由漂浮行星與短暫天體變成能系統化搜尋的樣本。

羅曼太空望遠鏡前往 L2 的 NASA 任務示意圖
羅曼和韋伯都在 L2 附近工作;韋伯偏向盯住少數目標,羅曼則快速巡查大片天空。
羅曼太空望遠鏡每日資料量
每天 11 Tbit 約等於 1.375TB,影像、光譜與校準資料會讓篩選罕見變化成為任務的另一項主工程。

Coronagraph Instrument(星冕儀,CGI;以遮罩與波前控制壓低恆星強光)會嘗試直接拍下恆星旁暗得多的類木星系外行星,也測試低解析光譜與偏振觀測。CGI(星冕儀)定位是技術示範,成果將替 Habitable Worlds Observatory(宜居世界天文台,HWO)驗證未來直接拍攝類地行星所需的星光抑制能力。

羅曼抵達 L2 後還要展開、冷卻與校準,第一批科學影像預計 2027 年初公開。屆時最值得看的不只單張照片有多漂亮,而是 WFI(廣域儀器)的百倍視野、接近哈伯的解析力與每天約 1.4TB 資料能否順利接成一條巡天管線。只要流程跑通,天文影像接下來的難題會從「拍得到多少」移到「怎麼從海量畫面找出真正少見的變化」。

資料來源:NASA 羅曼發射公告、NASA 羅曼任務技術資料、NASA WFI 技術資料、Nature 任務觀測量分析

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