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NASA新一代“大型天文台”启程

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美国国家航空航天局(NASA)新一代旗舰级空间望远镜——南希·格雷斯·罗曼空间望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)已于8月30日成功发射升空,正式开启了探索宇宙暗能量、暗物质及系外行星的征程。这台耗资43亿美元的望远镜搭载SpaceX“猎重型”火箭,从佛罗里达州肯尼迪航天中心点火升空,标志着人类对宇宙认知的探索进入新阶段。

此次发射任务由SpaceX的“猎鹰重型”运载火箭执行。火箭于北京时间19时26分从肯尼迪航天中心39A发射台点火,由27台煤油发动机提供强大推力。起飞后约两分钟,两枚可回收助推器成功分离并返回卡纳维拉尔角着陆。火箭随后将重约9吨的罗曼望远镜送入前往日地L2拉格朗日点的轨道,该位置距离地球约150万公里。按照计划,望远镜需约三个月时间抵达目标轨道,在此期间地面团队将进行设备校准,首批科学图像有望于今年年底前发布。

罗曼望远镜以NASA历史上首位首席天文学家南希·格雷斯·罗曼命名,以纪念她为哈勃望远镜等太空项目做出的关键贡献。其核心是一面直径2.4米的主镜,这面镜子由美国国家侦察局(NRO)捐赠,源自其退役的间谍卫星项目。这一“意外”获得的镜片促使处于设计阶段的项目进行了大规模升级,整体尺寸扩大近一倍,观测能力显著提升,但研制成本也随之增加。

该望远镜搭载一台三亿像素的相机,其观测速度预计将达到哈勃望远镜的1000倍。在为期五年的主任务期内,罗曼计划巡天覆盖12%的天区,这远超哈勃36年间累计观测的0.1%。凭借其极高的巡天效率,罗曼有望发现数万颗新行星、数十亿个星系以及数百亿颗恒星,为天文学研究带来海量数据。

罗曼望远镜最重要的科学目标之一是深入研究暗能量。根据现有宇宙标准模型,暗能量约占宇宙总质能的70%,驱动宇宙加速膨胀。任务首席科学家朱莉·麦克纳里表示,罗曼的观测结果或将验证当前理论可能存在的偏差,为修正标准模型提供关键线索。仅一个月的观测数据,就可能探测到银河系内多达一半的恒星。

除了广域巡天,罗曼还搭载了尖端的日冕仪,这是人类送入太空的最精密天文仪器之一。该仪器旨在直接拍摄系外行星图像,其探测灵敏度是韦布与哈勃望远镜现有日冕仪的100至1000倍。凭借这一技术,科学家有望首次直接观测到更年老、更寒冷的系外行星,甚至为未来探测恒星宜居带内的类地行星铺平道路。

如此强大的观测能力也带来了数据处理的挑战。罗曼望远镜每天将产生约1.4太字节的数据,五年任务期的总数据量将达到约20拍字节,远超哈勃望远镜发射至今累计的数据量。为此,NASA专门建立了全球地面站网络和云端数据平台,确保海量观测数据能被全球科学家免费获取和利用。

罗曼望远镜是NASA本世纪发射的第二个大型天体物理任务,此前一个是詹姆斯·韦布空间望远镜。与韦布项目曾经历多次延期不同,罗曼提前近九个月完成研制并顺利升空。NASA局长贾里德·艾萨克曼称赞,罗曼项目在预算内提前交付,是雄心与执行力结合的典范。未来,它将与哈勃、韦布望远镜协同工作,通过前所未有的“广域巡天与高频重访”模式,共同绘制更完整的宇宙图景,极大拓展人类的探索边界。

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