爆改退役间谍卫星上天 但所有人都在为NASA叫好

给宇宙装一个广角镜头是什么感觉？ 罗曼太空望远镜：谢邀，人在太空，刚下猎鹰重型。 就在昨天，航天圈发生了一件大事，SpaceX 的猎鹰重型火箭把一个极其珍贵的大家伙送向了深空。 它叫南希·格雷斯·罗曼太空望远镜 （ 简称罗曼望远镜 ）。 这玩意儿不仅是 NASA 继哈勃、韦伯之后的又一台旗舰级太空天文台，更离谱的是，在鸽王辈出的航天界，它居然提前 9 个月上天，而且还没超预算。 为什么说罗曼望远镜是旗舰，光看它的名字由来，你就能略知一二。 2020 年罗曼望远镜被最终命名，纪念的就是老大哥哈勃望远镜的推动者、NASA 首任首席天文学家南希·罗曼。 而看它的配置，你就更明白这家伙未来会给人类带来多少新奇迹了。 罗曼的主镜和哈勃一样，直径达到了 2.4 米，虽然和主镜有 6.5 米的韦伯相比，多少显得有点朴素。 但它真正离谱的地方，不是镜子有多大，而是 “ 眼底 ” 有多宽。 它的核心主力是一个广域仪器，它由 18 块定制的红外探测器拼接而成，而这 18 块探测器全都是 4K 分辨率，从而使得罗曼的像素达到了 3 亿级。 肯定有人要抬杠了，说什么费劲巴拉就送个 3 亿像素的相机？我兜里的手机都卷到 1 亿像素、2 亿像素了。 但你肯定听过底大一级压死人的说法，而这个底在罗曼望远镜上，大概是 9 张 15x17 的 IMAX 胶片底片的大小之和。 这么说你可能还不好理解，NASA 的工作人员之前在直播的时候，特意拿罗曼望远镜的相机传感器与普通手机传感器做了对比。 注意，手持的那个才是我们普通手机的摄像传感器 就连罗曼太空望远镜的项目科学家多米尼克·本福德 （ Dominic Benford ），也在现场评论中说道： “ 罗曼拍摄的照片，最小的都是十亿像素，地球上甚至找不到一个足够大的屏幕来显示所有像素。” NASA 官方也把罗曼和前辈们放一起进行过对比，罗曼的红外视场面积，是哈勃望远镜的 100 到 200 倍，巡天速度更是比哈勃快了 1000 倍以上。 这么看起来，哈勃就像是一个带了超长焦的微距镜头，每次只能死死盯住宇宙里极小的一块区域。如果让哈勃来拍罗曼按一次快门就能拍全的面积，哈勃需要连续不吃不喝地拍上几十年。 这是什么感觉呢？大家肯定都刷到过创世之柱的图片。 对于哈勃望远镜来说，它每次拍摄的图片大概就是下图的内框区域，而罗曼望远镜一次拍摄的区域则是外框。 应该是比诺兰《奥德赛》普通 IMAX 和 70mm IMAX 厅的差距大得多的多。 拥有这么强悍的配置，罗曼望远镜自然也承担了人类对太空探索的重要任务。 就这么说吧，光听一听罗曼望远镜的几大任务，基本可以确定它将会改变整个人类对于宇宙的认识。 首先，罗曼望远镜最重要的任务就是死磕暗物质和暗能量。 前者像是一种看不见的引力胶水，硬生生把星系、星球粘在一起、后者则被认为是不断推动宇宙加速膨胀的一种神秘排斥力，按照现有科学预估，这俩加起来构成了宇宙 95% 的总成分。 也就是说，都 2026 年了，人类甚至对构成宇宙 95% 的成分还知之甚少。 最主要的原因已经摆在明面上了，顾名思义，这俩家伙完全不发光，根本没法用常规手段直接观察。 当远方星系的光芒穿过宇宙到达罗曼望远镜时，路途中的暗物质团块会产生巨大的引力场，像放大镜一样扭曲这些光线，导致背景星系的形状发生微小改变。 而凭借这远超哈勃的配置，罗曼望远镜可以一次测量数亿个星系的形状扭曲程度，通过这些数据，科学家们有望给宇宙中的暗物质画出一张三维分布地图，了解它们是怎么把星系们 “ 粘 ” 在一起的。 同时，利用罗曼望远镜大规模的巡天，可以观测计算星系在不同宇宙历史时期的空间分布距离和聚集模式，科学家可以重建宇宙膨胀的速度变化。 然后科学家们就能利用遥远的超新星爆炸，测量各种数据，计算出这些恒星和地球之间的距离、宇宙在各个时期的膨胀速度，最终可能揭露暗能量的部分属性。 罗曼望远镜还有一个主力任务，就是给咱们太阳系所在的银河系核心，来一张全家福。 任务周期里，它将会绘制我们银河系中多达 200 亿颗恒星的位置图，大概每隔 12 分钟就拍一次。 以前的太空望远镜主要靠 “ 凌星法 ”：就是等行星刚好从恒星面前路过，挡住一点光线来确认它的存在。 但罗曼路子更野，它不仅能找常规行星，还能揪出那些压根不围着恒星转、在宇宙里到处溜达的 “ 流浪行星 ”。 这类行星自己不发光，又没恒星作伴，传统方法根本看不见。可一旦它们溜达过一片恒星密集的背景，自身的引力就会像放大镜一样扭曲背后的星光 （ 这就叫微透镜信号 ），那就刚好被罗曼望远镜给捕捉到了。 而且，罗曼还设计了首个太空系外行星高对比度直接成像设备日冕仪。 它可以在太空中利用复杂的主动波前控制系统，直接遮挡掉恒星刺眼的光芒，从而直接拍摄到恒星旁边极其暗弱的系外行星。 如果技术实验成功，这将是人类第一次在可见光的波段下，直接拍摄到系外行星。 据 NASA 预计，这套方法不仅能顺手筛出约 10 万颗凌星行星候选体，还能揪出 1000 多颗流浪行星。 有意思的是，承载这么多人类探索任务的罗曼望远镜，真的差一点就夭折了。 早在 2010 年，这个项目还只是个规划中的 1.3 米小口径望远镜，远不是现在能改变人类认知的旗舰望远镜。 结果到了 2012 年，美国国家侦察局，突然非常 “ 凡尔赛 ” 地向 NASA 捐赠了两台闲置的侦察卫星光学总成。 当时 NASA 的天体物理学主任保罗·赫兹感觉幸福来得太突然，甚至还向外界调侃道，“ 我们目前并不指望能有钱到同时使用这两台望远镜 ”。 不过他说的也没错，等你看完后面罗曼望远镜坎坷的身世，你就知道，为什么还有一台侦察卫星光学总成，至今只是保存在 NASA 的仓库里。 2012 年的报道里，你还能看到罗曼望远镜前身被打满了马赛克 这些镜片原本是准备放在近地轨道，拿来偷窥地球表面的间谍卫星。而这些镜片的口径，达到了与哈勃相同的 2.4 米。 NASA 的科学家一拍大腿：要是把这玩意儿掉个头指向深空，不就是一台无敌的广域巡天利器吗？ 因为口径的意外跃升，望远镜的进光量迎来了一波史诗级暴涨，这么一来，进光量也水涨船高，于是项目组干脆在平台上额外塞进了一台日冕仪，也就是前面提到的用来直接观测行星的仪器。 可是，天上掉馅饼归掉馅饼，真要动手造望远镜，NASA 发现自己还是缺钱缺技术。 于是 NASA 开始满世界拉帮结派，一边找来 BAE Systems、L3Harris 等工业巨头负责硬核研发，另一边又拉上了欧洲、日本、法国等各国航天局一起入股搭伙。 到把这群国际大佬的资金和技术都凑齐了，项目才在 2016 年 2 月正式获批立项，把图纸推向了实质性的开发阶段。 即便是这样，罗曼望远镜中途还是差点夭折，因为隔壁的韦伯望远镜严重超支，让美国政府不得不拆东墙补西墙。 在 2019-2021 年连续三年时间里，特朗普政府在起草联邦政府预算法案，都力主把项目直接取消。 这事儿最后还是靠美国国会与科学界联手反击，他们认为取消一个能改变人类宇宙观的项目是不可接受的。 国会每次都无视白宫提案，强行在最终拨款中为罗曼望远镜续命。 好在，如今罗曼望远镜已经正式摆脱地球上的纷纷扰扰，奔向了真正的星辰大海。 而等到罗曼望远镜正式开始工作，它将化身为一个