美國國家航空暨太空總署(NASA)的南西.葛蕾絲.羅馬太空望遠鏡(Nancy Grace Roman Space Telescope)已展開為期三個月、約一百萬英里的旅程,前往其最終軌道。這座觀測站於週日美國東部時間上午 7:26,由 SpaceX 的獵鷹重型火箭(Falcon Heavy rocket)搭載,從佛羅里達州 NASA 甘迺迪太空中心的 39A 發射場升空。

一旦投入運作,羅馬號將結合清晰的紅外線視覺與異常廣闊的天空視野。這種組合將使天文學家能夠檢視廣闊的宇宙區域,同時回溯至宇宙的早期歷史。其主要目標包括研究暗物質、暗能量,以及太陽系外的行星,即系外行星。預計其廣泛的觀測也將支持許多超出這些核心目標的發現。

NASA 局長傑瑞德.艾薩克曼(Jared Isaacman)表示:「羅馬號正是我們希望在 NASA 看到的成功典範。這項任務提前於預定時間且在預算內完成,凝聚了 NASA 工作人員及產業合作夥伴十多年的奉獻。現在,羅馬號將為我們提供一份宇宙新地圖,拓展發現的邊界,並證明當美國太空計畫結合大膽的雄心與紀律的執行時,能夠達成什麼樣的成就。」

羅馬號展開深空之旅

發射後僅七分鐘,位於馬里蘭州格林貝爾特的 NASA 戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的控制人員就開始接收到羅馬號的遙測數據。獵鷹重型火箭按計畫運行,並在發射後 31 分鐘與觀測站分離。兩具助推器在與火箭核心級分離後,安全返回發射場,以便進行翻新。

NASA 總部華盛頓科學任務理事會(Science Mission Directorate)副署長妮基.福克斯(Nicky Fox)表示:「羅馬號將是一台發現機器,讓我們比以往任何時候都更接近回答人類關於宇宙歷史最深層的問題。憑藉其廣闊的視野和快速的巡天速度,羅馬號將引領我們進入一個新的發現時代,讓看不見的變得可見,為人類尋找太陽系外生命奠定基礎。」

在任務的初期,羅馬號透過近地空間網路(Near Space Network)與控制人員通訊,該網路由地面站和中繼衛星組成,負責追蹤、遙測和指令傳輸。發射後約 70 分鐘,通訊轉移到 NASA 的深空網路(Deep Space Network),該網路將協助引導觀測站前往第二個日地拉格朗日點(L2),距離地球約一百萬英里。

L2 是一個太陽和地球的引力影響允許太空船以有限的燃料消耗維持相對穩定位置的區域。羅馬號最初將透過位於澳洲的坎培拉深空通訊複合體(Canberra Deep Space Communication Complex)進行通訊。約六小時後,通訊將轉移到西班牙的馬德里深空通訊複合體(Madrid Deep Space Communication Complex),然後是加州的戈爾德斯通深空通訊複合體(Goldstone Deep Space Communication Complex)。這些設施將共同維持太空船在旅途中的持續聯繫。

發射後一小時 23 分鐘,羅馬號團隊確認觀測站的太陽能電池板和下方的儀器遮陽罩已成功展開。

在接下來的幾天裡,羅馬號的高增益天線和類似面罩的可展開孔蓋也將展開。任務控制人員將執行兩次軌道修正中的第一次,並將啟動羅馬號的日冕儀(Coronagraph Instrument)。

日冕儀將展示一項技術,未來可能用於 NASA 的宜居世界觀測站(Habitable Worlds Observatory)等任務,以直接拍攝類似地球的行星。直接成像這類行星極其困難,因為主恆星可能比繞其運行的行星亮數十億倍。日冕儀透過阻擋大部分恆星光線,使附近的行星更容易被偵測到。羅馬號將透過拍攝類似木星大小的行星影像,進一步推動這項技術的發展。

旅程開始幾週後,羅馬號的主要科學儀器——寬場儀(Wide Field Instrument)將被啟動。

該儀器是一個 3 億像素的紅外線相機,配備 18 個 4K 偵測器,每個偵測器的大小約相當於一塊蘇打餅乾。這些偵測器將收集來自遙遠天文物體的光子,並將其轉化為詳細的宇宙全景圖。

羅馬號的設計使其在快速從一個觀測點轉移到另一個觀測點時,能保持光學穩定性。這意味著它可以在不長時間停頓的情況下覆蓋廣闊的天空區域。NASA 表示,該望遠鏡的設計巡天速度約為哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)的 1,000 倍。

這種速度是羅馬號的關鍵優勢之一。哈伯望遠鏡可以捕捉相對小區域天空的極其詳細影像,而羅馬號則旨在結合類似清晰的視野與更大的視場。這應該能讓天文學家在先前所需時間的一小部分內,研究數量龐大的星系、恆星和行星。

首批羅馬號影像預計於 2027 年初發布

在其為期三個月的調試期間的剩餘時間裡,科學家和工程師將仔細測試和校準羅馬號的儀器。這些程序旨在確保觀測站在其完整科學計畫開始前精確運行。

NASA 預計於 2027 年初發布羅馬號的首批影像。

一旦科學運行開始,羅馬號每天將向地球傳輸約 1.4 TB 的數據。這是 NASA 天體物理學任務迄今為止最高的每日數據傳輸率。如此龐大的資訊量將需要超越傳統的分析方法。

機器學習、人工智慧和公民科學家將協助研究人員篩選羅馬號的觀測數據,並識別出潛在的重要發現。天文學家隨後可以更詳細地研究最有希望的發現。

羅馬號首席項目科學家朱莉.麥克艾納里(Julie McEnery)表示:「我們以前從未能夠用像羅馬號這樣的眼睛來觀察宇宙。到明年此時,我們對宇宙的了解和所見將會是無法估量的。」

一項重大的 NASA 新天體物理學任務

羅馬號是第四項搭載獵鷹重型火箭發射的主要 NASA 任務。今年稍早,在望遠鏡提前完工後,NASA 的發射服務計畫(Launch Services Program)與 SpaceX 合作,將發射日期提前了。

NASA 戈達德太空飛行中心負責管理羅馬號任務,南加州的噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)、加州帕薩迪納的加州理工學院/IPAC(Caltech/IPAC)、巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)以及來自多個研究機構的科學家也參與其中。

該任務的主要產業合作夥伴包括 BAE Systems Inc.、L3Harris Technologies 和 Teledyne Scientific & Imaging。國際貢獻也來自歐洲太空總署(ESA)、日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)、法國國家太空研究中心(CNES)以及德國馬克斯普朗克天文研究所(Max Planck Institute for Astronomy)。