NASA 羅曼太空望遠鏡即將升空：它為何可能改寫天文學？

NASA 的南希・格蕾絲・羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）預計在 2026 年 8 月 30 日升空。NASA 與 SpaceX 瞄準的發射時間，是美國東部夏令時間上午 7:26；以台灣時間計算，約為當日晚上 7:26。NASA 預計從美東時間上午 6:20 開始直播，但實際日期與時間仍可能因天候、技術或其他因素變動。1

這不是一具單純用來拍攝「更清晰太空照片」的望遠鏡。羅曼真正的強項，是以接近哈伯的解析度，在極短時間內捕捉大得多的天空範圍。這種「看得清楚，而且一次看得很廣」的能力，可能改變天文學家尋找行星、研究宇宙膨脹，以及繪製暗物質分布的方式。

發射、目的地與任務期限

羅曼將由 SpaceX 的獵鷹重型（Falcon Heavy）火箭搭載，從佛羅里達州甘迺迪太空中心的 39A 發射台升空。完成旅程後，望遠鏡將前往日地第二拉格朗日點（Sun–Earth L2），距離地球約 93 萬英里、也就是約 150 萬公里。這個位置能提供相對穩定的觀測環境，也與詹姆斯・韋伯太空望遠鏡所在的深空區域大致相同。

NASA 將羅曼規劃為期五年的主要科學任務。如果望遠鏡狀態良好、經費也能持續，科學觀測有機會超過這段期限。8 月 31 日的備用發射機會屬於應變安排，並非一定會啟用；正式科學觀測何時開始，仍取決於發射、抵達與在軌測試進度。

這項任務早期稱為「廣域紅外線巡天望遠鏡」（WFIRST），NASA 在 2020 年將其改名，以紀念 NASA 首位首席天文學家南希・格蕾絲・羅曼。

與哈伯一樣大的鏡面，視野卻寬得多

羅曼的主鏡直徑為 2.4 公尺（7.9 英尺），與哈伯太空望遠鏡相同。但透過不同的光學設計，羅曼的廣域觀測視野至少比哈伯大 100 倍，同時維持相近的影像解析度。

它的主要儀器「廣域儀器」（Wide Field Instrument，WFI）是一部 3 億畫素的紅外線相機，觀測波長約涵蓋 0.5 至 2.3 微米，橫跨可見光與近紅外線。羅曼單張影像捕捉到的天空區域，大約相當於甚至大於我們從地球看見的滿月大小。19

這正是羅曼與哈伯的根本差異。哈伯擅長鎖定個別星系、星雲或其他目標，進行細緻而深入的觀測；羅曼則是為大規模、系統性的天空巡查而設計。它能以一致的方式收集龐大資料，找出針對單一目標的觀測容易漏掉的稀有事件與整體趨勢。

NASA 估計，在同類型的大範圍觀測工作中，羅曼的巡天速度最高可達哈伯的 1,000 倍。任務主要調查預計將拍攝超過 20 億個星系，並偵測數以萬計的超新星。36

羅曼要研究什麼？

暗能量與加速膨脹的宇宙

羅曼的核心任務之一，是探究宇宙膨脹為何正在加速。天文學家將綜合超新星、星系聚集分布與弱重力透鏡等多種測量方式，追蹤宇宙結構如何隨時間形成與演化。

這些結果可用來檢驗不同的解釋，包括暗能量，以及現有重力理論是否仍有不足。由於暗物質本身不會發光，羅曼也能透過觀察其重力如何彎曲遙遠天體的光線，協助繪製暗物質的分布。17

掃描銀河系中的系外行星

羅曼將進行大規模的行星系統統計普查，其中一項重要方法是「重力微透鏡」。當前景恆星從我們的視角短暫經過遠方恆星前方時，前景恆星的重力會放大背景恆星的光；若前景恆星周圍有行星，行星也可能在放大曲線上留下可辨識的變化。

微透鏡特別適合尋找距離母星較遠、溫度較低的行星，包括以其他方法較難發現的世界。NASA 預期羅曼將透過行星巡查發現超過 10 萬顆行星，其中可能包括不繞行任何恆星的自由漂浮行星。3

羅曼也會參與凌日觀測：當行星從母星前方通過時，會使恆星亮度出現極小幅度的下降，天文學家便能藉此辨識行星。

直接拍攝行星的技術示範

羅曼還搭載「日冕儀」（Coronagraph Instrument），主要用途是技術示範。日冕儀能遮蔽或抑制恆星強烈的光芒，讓天文學家嘗試直接觀察附近較暗淡的天體。

這項儀器將測試拍攝及分析部分巨型系外行星與行星形成盤的技術。它不是用來完整普查類地行星，但測試成果可能協助未來任務設計，讓人類有機會直接拍攝可能適合居住的行星。2

這面主鏡，原本是為偵察衛星打造

羅曼的 2.4 公尺主鏡，最初是美國一項機密偵察計畫製造的兩面鏡子之一。美國國家偵察局（NRO）在 2012 年將這些鏡子移交 NASA，讓太空總署能取得高品質、哈伯等級的鏡面，不必從零開始研發。3

這項任務的開發過程曾受到時程與成本壓力影響，包括 COVID-19 疫情造成的工作中斷。NASA 重新規劃後，估計任務全生命週期成本約為 43 億美元；這個數字涵蓋整體計畫，不只是望遠鏡硬體本身。

NASA 已完成天文台主要組裝，並在原先承諾最遲於 2027 年 5 月發射之前，持續準備更早的 2026 年發射機會。

羅曼不會取代哈伯或韋伯

羅曼的廣域巡天任務，設計上是要與其他太空及地面望遠鏡協同工作。它先掃描大範圍天空，找出具有統計意義的天體族群、罕見瞬變事件與特殊目標；接著，哈伯、韋伯以及大型地面望遠鏡可以針對其中個別對象進行更深入、更專門的觀測。

這種分工相當關鍵。一具專門研究單一星系的望遠鏡，不可能有效率地在廣大天空中搜尋罕見事件；羅曼的價值，正是先找到值得追蹤的目標，並建立足夠龐大的資料集，讓後續的深度觀測更有意義。

最重要的發現，可能不在預先列出的清單上

羅曼的正式目標包括暗能量、暗物質、系外行星與紅外線天文學，但它最令人難忘的成果，或許來自科學家目前還不知道該搜尋什麼的天體。

大範圍且一致的巡天資料，可能揭露前所未見的瞬變事件、特殊行星系統，以及新的星系或恆星族群。由於羅曼會反覆觀測廣大天空，也能記錄天體如何隨時間變化。它的全景式視野不只用來回答既有問題，也可能讓新的科學問題浮現。

這樣的方向，也延續了南希・格蕾絲・羅曼的太空望遠鏡願景。作為 NASA 首位首席天文學家，她曾協助推動大型太空天文台，並因對哈伯太空望遠鏡的倡議與支持而被稱為「哈伯之母」。以她命名的羅曼，將觀測視野從鎖定個別天體的深度影像，推向更廣闊的宇宙地圖。117