南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的意义

南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（通常简称罗曼望远镜）将于2026年8月30日发射升空。它将被放置在日地第二拉格朗日点（L2）附近的准晕轨道上运行，距离地球约150万公里，与詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）位于同一轨道附近。罗曼望远镜致力于研究暗物质、暗能量和系外行星，将对超过10亿个星系和星系团进行大规模巡天观测，绘制物质的分布和演化图，并测量宇宙的膨胀历史。这将有助于我们了解暗物质和暗能量对宇宙中星系和星系团形状和分布的影响。它还将观测遥远的Ia型超新星，这些超新星可以作为宇宙加速膨胀的示踪物，用于表征暗能量。利用微引力透镜、直接成像和凌日观测等技术，罗曼望远镜还将搜寻和研究系外行星，预计将发现超过10万颗系外行星凌日现象。罗曼望远镜将拍摄更大尺寸的图像，提供更广阔的视野，而詹姆斯·韦伯太空望远镜则以更高的分辨率进行更久远的观测。两者的结合将对天文研究大有裨益。 

自史前时代起，夜空中的天体（例如恒星、行星和卫星）及其周期性运动就一直吸引着人类的目光。历史上，人们曾利用夜空中恒星的位置和运动模式来确定航向和进行导航。17世纪初，望远镜的发明——一种通过观测天体发射、吸收或反射电磁辐射来观测遥远物体的装置——^是一个里程碑式的发明，它克服了肉眼观测的局限性，使详细的天文观测成为可能。光学望远镜在初期占据主导地位，但很快，射电望远镜和太阳望远镜在快速发展的天文学领域找到了应用。不久之后，人们意识到，由于地球大气层的扰动，地球上的望远镜进行的天文观测会受到干扰。一个可能的解决方案是将望远镜放置在太空中，因为与地球望远镜相比，太空望远镜在图像清晰度、光谱覆盖范围和太空观测深度方面具有优势。

太空望远镜

莱曼·斯皮策于1946年提出了太空望远镜的构想。他认为，位于太空中的望远镜所进行的观测将不受地球湍流大气造成的干扰。此外，太空望远镜还可以观测到会被大气分子吸收的紫外线、X射线和红外线波段。轨道天文台2号（OAO-2），俗称“观星者”（Stargazer），是第一台成功进行紫外线波段观测的太空望远镜。它于1968年发射升空，并一直运行到1973年。 

哈勃太空望远镜或许是最广为人知的太空望远镜。它是一座大型光学天文台，于1990年发射升空。哈勃望远镜位于距地球约540公里的近地轨道上，已运行了35年。它进行的深空观测揭示了数千个此前未知的遥远星系。它还为精确计算宇宙的年龄和膨胀速率做出了贡献，被认为是太空天文观测领域的一个重要里程碑。 

詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）是另一个举足轻重的名字。JWST于2021年12月25日发射升空，是迄今为止最大、最强大的太空望远镜。与位于近地轨道的光学天文台哈勃不同，JWST是一台红外天文台，位于第二拉格朗日点（L2），距离地球约150万公里。JWST致力于研究早期宇宙，其设计目标是回溯13.5亿年，观测大爆炸后形成的第一批星系。在过去的五年运行中，JWST彻底改变了天文学领域，尤其是在早期宇宙研究方面。

南希·格雷斯·罗马太空望远镜

南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜（简称罗曼望远镜）计划于2026年8月30日发射，它以美国宇航局首任首席天文学家南希·格蕾丝·罗曼的名字命名，她曾领导哈勃太空望远镜项目。与放置在近地轨道上的哈勃望远镜不同，罗曼望远镜将放置在日地第二拉格朗日点（L2）附近的准晕轨道上运行，距离地球约150万公里，与詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）位置相近。  

罗马望远镜完全展开后长度将超过12.7米，宽度超过4.4米。由于其主镜尺寸相同（直径2.4米），因此其分辨率和灵敏度将与哈勃望远镜相当。 

然而，得益于其名为“宽视场仪器”（WFI）的3亿像素多波段近红外相机，罗曼望远镜的视场将比现有望远镜大100倍，该仪器能够提供广域成像和光谱观测。宽广的视场、高分辨率成像和快速的巡天速度将使罗曼望远镜能够对超过10亿个星系和星系团进行大规模巡天观测，从而绘制物质的分布和演化图，并测量宇宙的膨胀历史。这将有助于我们了解暗物质和暗能量对宇宙中星系和星系团的形状和分布的影响。 

罗马望远镜还将观测遥远的Ia型超新星，这些超新星是宇宙加速膨胀的示踪物，可用于表征暗能量。显然，宽视场仪器（WFI）将在罗马望远镜对暗物质和暗能量的研究中发挥关键作用。由于宽视场仪器的开创性作用，罗马望远镜曾被称为宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）。  

罗马望远镜还将搜寻和研究系外行星。它将利用微引力透镜、直接成像和凌日观测等技术来实现这一目标。预计罗马望远镜的观测将揭示超过100,000万颗系外行星在其宿主恒星凌日时的状态。罗马望远镜上的日冕仪将阻挡强烈的星光，并拍摄系外行星及其周围环绕的碎片盘。 

因此，罗曼将为暗物质、暗能量和系外行星的研究做出贡献。 

罗马望远镜和詹姆斯·韦伯望远镜 

南希·罗曼太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜将同时运行。两者都将主要研究红外波段的宇宙，但它们的成像能力有所不同，不过在天文现象的研究中可以相互补充。 

虽然罗曼望远镜的广域视场仪（WFI）能够拍摄更大的图像（比韦伯望远镜拍摄的图像大50倍），并提供更广阔的视野，但詹姆斯·韦伯望远镜能够以更高的分辨率观测更久远的宇宙历史。这是因为韦伯望远镜的主镜比罗曼望远镜的主镜大得多（6.5米 vs. 2.4米）。 

罗曼的宏观视角和韦伯的强大观测能力相结合，对天文研究大有裨益。 

罗马望远镜的主要任务寿命为五年，扩展任务寿命为五年。 

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参考文献： 

1. 美国国家航空航天局（NASA）。南希·格雷斯·罗曼太空望远镜。可访问以下网址获取： https://science.nasa.gov/mission/roman-space-telescope/
2. 美国宇航局罗马太空望远镜开始发射前的综合运行准备工作。发布于2026年8月10日。详情请见： https://science.nasa.gov/blogs/roman/2026/08/10/nasas-roman-telescope-team-begins-integrated-operations-for-launch/
3. NASA的好奇宇宙——罗马系列：NASA对黑暗宇宙的新视角。第13季第1集。发布于2026年8月11日。可观看。 https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-series-nasas-new-view-of-the-dark-universe/
4. NASA 的好奇宇宙——罗马系列：围绕其他恒星运行的木星。第 13 季第 2 集。发布于 2026 年 8 月 18 日。可在以下网址观看： https://www.nasa.gov/podcasts/curious-universe/roman-exoplanets/
5. Bartusek, LML 等人，“南希·格雷斯·罗曼太空望远镜天文台的实施和挑战”， 2022年IEEE航空航天会议（AERO）美国蒙大拿州大天空镇，2022 年，第 01-14 页，DOI： https://doi.org/10.1109/AERO53065.2022.9843415

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