NASA罗曼太空望远镜完成关键指向测试，日冕仪首次捕捉宇宙光线

NASA的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜近日完成了一系列关键的指向测试，证明其能够在观测遥远目标时保持极高的姿态稳定性。这些测试于9月15日至21日进行，重点评估了罗曼的精细制导系统——该系统负责在长时间曝光观测中帮助天文台锁定同一片天区。测试结束仅一天后，即9月22日，该任务的日冕仪首次探测到了来自宇宙的光线。这一里程碑标志着罗曼望远镜在直接成像系外行星的道路上迈出了坚实一步。

精细制导系统：十万分之一度的极致稳定

罗曼的主科学相机——广域仪器（Wide Field Instrument）——包含18个探测器。每个探测器的一小部分区域被专门留出，用于反复监测一颗导星。导星是位置已知且精确的恒星，可作为参考基准。航天器的姿态控制系统首先将罗曼指向正确的天区，随后精细制导系统持续检查导星并帮助修正任何微小漂移。没有这些调整，罗曼就无法产生同等锐度的图像。

“每一次罗曼观测都依赖于它能否精确指向正确的天区并保持足够长的时间来收集图像，深度曝光可能需要几分钟到几小时，”NASA戈达德太空飞行中心罗曼制导仪器系统负责人贝戈尼亚·维拉（Begoña Vila）表示。“精细制导系统每秒向姿态控制系统报告导星位置约四次，后者可以微调天文台以抵消任何漂移。我们的测试证实，我们能够为科学操作保持天文台非常稳定：广域仪器观测时，每半小时稳定度优于十万分之一度；日冕仪观测时间更长，每八小时稳定度优于十万分之一度。这对团队来说是一个非常激动人心的时刻。”

这种稳定度大致相当于从约150英里（约240公里）外将激光束聚焦在一枚美国一角硬币上。工程师们计划进一步优化制导系统，未来有望将这一类比提升到约230英里（约370公里）。

光谱制导：一种全新的指向方法

罗曼还将测试一种全新的制导方法。“罗曼不像其他太空望远镜那样拥有独立的导星仪器，”维拉说。“它不局限于追踪恒星的类点外观，而是将基于称为光谱的详细波长模式进行制导。由于罗曼本身就具备测量光谱的科学能力，它可以利用同样的信息来精确定位望远镜。我们期待在未来几周内验证这种光谱制导模式。”

9月22日和27日，罗曼团队将精细制导系统与日冕仪配对进行了额外测试。日冕仪旨在演示一种先进技术，通过遮挡恒星眩光来观测附近恒星周围更暗弱的行星和尘埃盘。“罗曼的日冕仪还有其自身的内部稳定过程，使其比广域仪器更加稳定，”维拉说。这种额外的稳定性至关重要。即使是非常微小的振动或指向误差，也可能让不需要的星光泄漏到仪器中，淹没科学家希望探测到的暗淡行星。

日冕仪首次观测：从“踢轮胎”到确认星场

日冕仪于9月1日唤醒，并在9月中旬伸展了其数字、电子和机械“肢体”。在确认精细制导系统能够保持仪器稳定后，团队调整了其焦距，并让它对太空进行了初步的、尚不完美的观测。这些早期观测将帮助工程师提升和优化日冕仪的性能。

“这次观测确认了仪器能够产生聚焦图像，”NASA南加州喷气推进实验室的罗曼日冕仪科学家凡妮莎·贝利（Vanessa Bailey）说。“这是一次非常有限的测试，开启了一个系统性过程，通过日益复杂的任务帮助我们为仪器未来的观测做准备。”

在第一次测试中，日冕仪观测了大麦哲伦云（一个邻近星系）中的一颗暗弱恒星。图像中包含额外的“噪声”，因为探测器被有意保持在比最终工作温度更高的温度下。保持较高温度有助于防止污染物粘附在探测器上。

“我们当时是在‘踢轮胎’，确保光线通过系统，”贝利说。“第二步是在周日进行的一次观测，确认了我们的指向。团队将探测器冷却下来以获得更好的灵敏度，我们观测了大麦哲伦云中的一个新位置，预期在单张图像中看到许多恒星。我们确实看到了！我们都松了一口气！”

罗曼望远镜的精细制导测试和日冕仪首次观测，为未来直接成像系外行星和尘埃盘铺平了道路。其前所未有的稳定度和创新的光谱制导模式，有望将人类对邻近恒星系统的观测能力提升到新的高度。