NASA“罗曼”太空望远镜：8月30日发射，或将改写暗能量与系外行星研究

NASA的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope，简称“罗曼”）即将进入发射倒计时。它的目标不是简单地把宇宙拍得“更深”，而是以接近哈勃的成像清晰度，一次覆盖更广阔的天空，从而更快建立大规模宇宙样本。

目前，罗曼计划于2026年8月30日美国东部时间上午7点26分，搭乘SpaceX“猎鹰重型”火箭，从美国佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心39A发射台升空。47 54 不过，这仍是计划时间而非最终保证。NASA、罗曼任务团队和SpaceX安排在8月28日举行最终发射准备评审，并进行最后的“允许发射/禁止发射”表决。50

罗曼望远镜究竟是什么？

罗曼是一座以广域近红外成像和光谱观测为核心的NASA空间天文台。它的主要科学任务包括：研究暗能量与暗物质，追踪星系和宇宙大尺度结构的演化，并以统计学方式普查太阳系外行星。1 9

它并不是要取代哈勃或詹姆斯·韦布空间望远镜，而是承担不同类型的工作：哈勃擅长对单个天体进行灵活、精细的定点观测；罗曼则更像一台面向宇宙的“广角相机”，能够以相近的清晰度反复扫描大片天空。NASA预计，罗曼在最初5年内拍摄的天空面积，将超过哈勃前30年观测面积的50倍。4

发射准备已进行到哪一步？

罗曼望远镜于2025年11月25日在NASA戈达德航天中心完成总装。51 随后，任务团队在肯尼迪航天中心完成了多项关键准备：

• NASA、罗曼任务团队和SpaceX于2026年8月21日完成飞行准备评审，批准任务进入最后发射准备阶段。47
• 8月21日，技术人员在肯尼迪航天中心的有效载荷危险处理设施内，将望远镜封装进“猎鹰重型”的整流罩。46
• 8月25日，完成封装的航天器被运往39A发射台的SpaceX机库。45 50
• 最终发射准备评审定于8月28日举行，为计划中的8月30日升空作最后确认。50

这些节点表明，罗曼已经从航天器建造阶段进入发射战役的最后阶段。但技术问题、天气和发射场管制等因素仍可能导致发射延期。

同样是2.4米主镜，为什么比哈勃“看得更广”？

罗曼的主镜直径为2.4米，与哈勃相同。真正拉开差距的，是它的光学设计和探测器阵列。

罗曼的广域仪（Wide Field Instrument，WFI）是一台约3亿像素的近红外相机，视场比哈勃的红外相机大100多倍。1 2 4 单张罗曼图像覆盖的天空区域甚至大于我们肉眼看到的满月范围；相比之下，哈勃的红外图像面积约小200倍。6

NASA估计，在适合开展大范围巡天的项目中，罗曼的观测速度最高可达到哈勃的约1000倍，同时保持相近的灵敏度和红外分辨率。7

这并不意味着哈勃的精细观测变得没有价值。更准确地说，罗曼负责快速绘制大地图、寻找大量候选目标，哈勃、韦布以及地面望远镜再对其中的重要目标进行特写和深入分析。

日冕仪：直接拍摄系外行星的技术试验

罗曼搭载两台科学仪器：广域仪和日冕仪（Coronagraph Instrument）。其中，日冕仪主要是一项技术验证任务，并不是用来大规模搜寻“另一个地球”。3 13

当一颗行星围绕恒星运行时，行星本身反射或发出的光通常会被恒星强烈的炫光淹没。罗曼日冕仪将利用遮光掩模挡住恒星光线，再通过可变形镜主动修正残余的光学畸变。

该系统的目标对比度接近十亿分之一，有望直接成像部分大型系外行星和行星碎屑盘，并获取低分辨率光谱。3 10 这项能力即使只能应用于少数目标，也具有重要意义：它将检验未来任务直接拍摄更小、甚至可能适宜生命存在的行星所需的关键技术。

罗曼将如何研究暗能量？

罗曼的宇宙学任务不会依赖单一指标，而是把几种互相独立的测量结合起来，回答两个核心问题：宇宙膨胀史是什么样的？物质结构又是如何随时间增长的？

星系聚集与重子声学振荡

罗曼计划开展的高纬度广域巡天，预计在不到一年半的时间内覆盖超过5000平方度天空，约占全天的12%。它将结合成像和光谱观测，测量星系的位置、距离及聚集方式。33 37

一套参考巡天设计预计可获得约1200万个星系的红移数据，用于研究重子声学振荡（BAO）。BAO可以理解为早期宇宙声波留下的特征尺度，类似一把跨越宇宙历史的“标准尺”，帮助科学家追踪宇宙如何膨胀。35

弱引力透镜

遥远星系的光线在穿过中间物质时，会受到引力影响，导致星系看起来发生轻微形变。通过统计大量星系的形变，罗曼可以反推出宇宙中普通物质和暗物质的分布，并检验宇宙结构的成长速度。

参考设计预计将测量约3.7亿个受引力透镜影响的星系形状。35

Ia型超新星

罗曼还将开展时域观测，发现并持续跟踪数千颗Ia型超新星，观测范围可延伸至约红移2。由于这类超新星的亮度可以经过校准，它们能够作为跨越宇宙历史的距离指标，与红移数据结合起来重建宇宙膨胀过程。31

将超新星距离、BAO标准尺和弱透镜物质地图放在一起，科学家就能检验宇宙加速膨胀是否符合宇宙学常数、随时间变化的暗能量，或是现有引力理论需要修正。

罗曼有望显著提高这些检验的精度，但它并不保证一次性解开暗能量的全部谜团。

它能解决“哈勃张力”吗？

“哈勃张力”指的是：根据宇宙不同年代、不同观测方法推算出的当前宇宙膨胀速率并不一致。现有资料将这种差异概括为约8%。

罗曼不会凭借一次观测直接裁决这一争议。它的价值在于，能够以统一、独立且规模庞大的方式测量超新星距离、星系聚集和物质结构增长。

如果这些方法共同指向同一种膨胀历史，科学家就能更好地区分：问题究竟来自尚未发现的测量偏差，还是意味着宇宙学中存在真正的新物理。如果不同测量之间出现系统性矛盾，矛盾的具体模式也可能指出哪些假设需要重新审视。

因此，对罗曼最稳妥的期待是：它将提供更强、更严格的证据，而不是预先承诺解决“哈勃张力”。

一次普查10万颗系外行星？关键在两种方法

罗曼将反复观测银河系中心附近的密集星区，监测数亿颗恒星的亮度变化。科学家主要通过两种互补方法寻找行星。

• 凌星法： 当行星从恒星前方经过时，会使恒星亮度出现微小且周期性的下降。NASA预计，罗曼的巡天可能发现超过10万颗凌星行星，其中主要是距离母星较近、轨道周期相对短的行星。9 21
• 引力微透镜法： 当前景恒星，或其周围的行星，与更遥远的背景恒星恰好接近成线时，前景天体的引力会短暂放大并扭曲背景恒星的光。该方法尤其适合寻找距离母星较远、温度更低的行星。17 21

NASA预计，罗曼将通过引力微透镜发现超过1000颗行星。9 在条件合适的事件中，这一方法甚至可能探测到质量接近或低于火星的行星，以及不受任何恒星引力束缚、独自在银河系中漂行的“流浪行星”。20 21

需要强调的是，这些数字是预期产出，不是已经确认的发现数量。凌星法天然偏好那些会从望远镜视线前方经过的行星；引力微透镜则能把行星普查范围扩展到更寒冷、更遥远，甚至没有母星的世界。

发射后去哪里？何时开始产出科学成果？

发射后，罗曼计划前往日—地L2点附近的晕轨道。该位置距离地球约100万英里，位于远离太阳的方向，有利于望远镜长时间稳定观测特定天区，也适合开展红外观测。18 51

进入轨道后，罗曼还需要完成巡航、展开、仪器启动、校准和在轨调试。现有NASA发射资料尚未给出首批正式科学成果的确定公开日期，因此不应假定望远镜升空后马上就会发布成熟的科学图像或结论。

罗曼的主任务规划为期5年。未来是否延长任务，将取决于航天器健康状况、推进剂、经费和科学优先级，因此延长任务只能视为可能性，而非既定安排。4

罗曼与哈勃、韦布及鲁宾如何协同？

罗曼更适合被看作一支太空观测网络中的新成员，而不是让其他望远镜退出历史舞台。

• 哈勃： 罗曼负责更大范围的近红外巡天，哈勃则继续在紫外到近红外波段开展灵活的高分辨率定点观测。4
• 詹姆斯·韦布空间望远镜： 罗曼先在大范围天空中寻找星系、瞬变天体和系外行星候选目标，韦布再对精选目标进行更深、更细致的红外研究。
• 维拉·鲁宾天文台： 鲁宾通过光学波段反复巡天，罗曼则提供不受地球大气影响的近红外成像和光谱数据。两者能够在时域天文学、星系巡天、瞬变源发现和后续观测筛选方面互相补充。
• 地面及其他专业设施： 光谱望远镜、X射线天文台、引力波探测设施和其他后续观测设备，可以为罗曼发现的天体补充红移、质量、宿主星系及物理环境等信息。

结语：罗曼真正的优势是“规模”

罗曼最具标志性的能力，是把哈勃级的成像清晰度与大100多倍的视场结合起来。它将能够更快绘制大范围宇宙地图，用多种独立方法测量宇宙膨胀和物质增长，并寻找从地面观测中较难发现的寒冷、遥远乃至无恒星行星。

2026年8月30日的“猎鹰重型”发射，是这项任务眼下最受关注的节点。真正的科学考验将在之后到来：罗曼的巡天数据能否揭示宇宙加速膨胀是否符合现有理论，又将告诉我们银河系中究竟存在多少遥远、寒冷或没有恒星陪伴的世界。