美國國家航空暨太空總署（NASA）的 Nancy Grace Roman 太空望遠鏡近期完成了一系列重要的測試，證明其在觀測時能夠保持極高的穩定性。從 9 月 15 日至 21 日，工程師測試了 Roman 的精準導引系統，該系統有助於天文台精確鎖定其觀測目標。接著，在 9 月 22 日，該望遠鏡的日冕儀（Coronagraph Instrument）首次接收到宇宙光。
Roman 的主要科學儀器，寬場儀（Wide Field Instrument），包含 18 個探測器。工程師指定了每個探測器的一小部分區域，用於快速監測不同的導引星——這些導引星的位置已經被高精度地測量出來。
Roman 的姿態控制系統首先將太空船指向天空的正確區域。然後，精準導引系統會持續追蹤這些參考星，並提供資訊，幫助天文台修正曝光期間的微小移動。如果沒有這些額外的調整，Roman 將無法保持足夠的穩定性來產生最清晰的影像。
「每一次 Roman 的觀測都依賴於它能夠精確地對準正確的太空區域足夠長的時間來收集影像，深層曝光可能需要幾分鐘到幾小時，」NASA 馬里蘭州戈達德太空飛行中心 Roman 導引儀器系統負責人 Begoña Vila 表示。「精準導引系統大約每秒向姿態控制系統回報四次導引星的位置，姿態控制系統可以微量移動天文台來抵消任何必要的漂移。我們的測試證實，我們能夠讓天文台在科學操作中保持非常穩定：對於寬場儀的觀測，穩定性優於每十分之一萬分之一度，持續半小時；對於日冕儀的觀測，則可持續八小時，因為日冕儀的觀測時間長得多。這對團隊來說是一個非常令人興奮的時刻。」
Roman 目前已展現出的穩定性水平，大約相當於從約 150 英里（約 240 公里）外，將雷射光束精確聚焦在一枚美國一角硬幣上。工程師預計在持續調整導引系統的過程中，還能進一步提升此性能。如果他們達到目標，相同的比較距離將延長至約 230 英里（370 公里）。
一種新的太空望遠鏡導引方式
Roman 也將測試一種以前從未使用過的新型導引方式。
「Roman 沒有像其他太空望遠鏡那樣獨立的導引儀器，」Vila 說。「它不是只追蹤恆星的點狀外觀，而是將導引於稱為光譜的詳細波長模式。由於 Roman 已經配備了測量科學光譜的能力，因此它可以利用相同的信息來精確定位望遠鏡。我們期待在接下來的幾週內驗證這種光譜導引模式。」
光譜包含有關物體的光如何在不同波長上分佈的信息。Roman 的設計已經能夠收集這些信息用於科學觀測，這使得工程師能夠利用相同的功能來幫助確定和維持望遠鏡的精確位置。
Roman 的日冕儀看到宇宙光
在 9 月 22 日和 27 日，團隊更進一步，將精準導引系統與 Roman 的日冕儀結合進行測試。日冕儀旨在展示先進技術，能夠抑制恆星的強烈光芒，以便科學家能夠研究圍繞附近恆星運行、更暗淡的行星和塵埃盤。
「Roman 的日冕儀也有其內部的穩定程序，使其比寬場儀更穩定，」Vila 說。
這種額外的穩定性對於日冕儀觀測至關重要。即使是極小的振動或指向誤差，也可能導致不必要的星光洩漏到影像中，並淹沒科學家希望探測到的更暗淡的行星。
日冕儀於 9 月 1 日啟動，並在月中伸展了其數位、電子和機械的「肢體」。在確認 Roman 的精準導引系統能夠保持儀器穩定後，團隊調整了其焦點，並讓日冕儀首次對太空進行初步觀察。這些早期觀測將有助於科學家在更嚴苛的測試開始之前，持續改進該儀器。
「這次觀測證實了該儀器能夠產生聚焦的影像，」位於南加州 NASA噴射推進實驗室的 Roman 日冕儀科學家 Vanessa Bailey 表示。「這是一個非常有限的測試，它啟動了一個系統性的、越來越複雜的任務過程，幫助我們為該儀器的未來觀測做好準備。」
大麥哲倫星系中的第一顆恆星出現
在第一次測試中，Roman 的日冕儀觀測了大麥哲倫星系（一個鄰近的星系）中的一顆暗淡恆星。影像中包含額外的「雜訊」，因為該儀器的探測器被故意保持在比其最終工作溫度更高的溫度。在這個階段將其保持較高溫度有助於防止污染物附著在探測器上。
「我們在進行初步測試，確保光線能夠通過系統，」Bailey 說。「週日的第二步是確認我們指向的觀測。團隊將探測器冷卻以提高靈敏度，我們觀測了大麥哲倫星系的一個新位置，預計在單張影像中會看到許多恆星。我們確實看到了！我們鬆了一口氣！」
第二次觀測提供了另一個重要的確認，即 Roman 正指向科學家預期的位置，並且在探測器冷卻以提高靈敏度後，日冕儀能夠探測到多顆恆星。這些成功的測試標誌著該儀器驗證過程中的又一個步驟，NASA 正在為 Roman 未來進行更複雜的觀測做準備。
