新聞宏觀經濟SpaceX 發射 NASA 羅曼太空望遠鏡,將探索暗物質、暗能量與遙遠行星

SpaceX 發射 NASA 羅曼太空望遠鏡,將探索暗物質、暗能量與遙遠行星

作者: Fortune Crypto·

重點速覽

  • SpaceX 以獵鷹重型火箭發射造價 43 億美元的羅曼太空望遠鏡,側助推器返回卡納維爾角著陸,望遠鏡成功與上面級分離。
  • 羅曼的視野比哈伯寬廣逾 100 倍,羅曼一個月的銀河系觀測,哈伯約需一個世紀才能完成。
  • 該望遠鏡將研究暗物質與暗能量——兩者合計約占宇宙內容物的 95%——並利用星系目錄測量宇宙的膨脹速度。
  • 羅曼是 NASA 首具以女性命名的太空望遠鏡,表彰該機構首位首席天文學家 Nancy Grace Roman,且較原定時程提前近一年、在預算內發射。
  • 該望遠鏡的主鏡與哈伯同為 2.4 公尺,是國家偵察辦公室捐贈的間諜衛星計畫剩餘硬體。
SpaceX 發射 NASA 羅曼太空望遠鏡,將探索暗物質、暗能量與遙遠行星

NASA 最新的旗艦級觀測站週日升空,任務是搜尋繞行其他恆星的行星、探究暗能量的奧秘,並以前所未有的規模巡視宇宙。

SpaceX 於破曉後不久,以配備三具助推器核心的獵鷹重型火箭(Falcon Heavy),發射造價 43 億美元的羅曼太空望遠鏡。該觀測站正前往距地球 100 萬英里(160 萬公里)的觀測點——也就是韋伯太空望遠鏡(Webb Space Telescope)所在的區域,後者是 NASA 另一具頂級儀器。該區域稱為第二拉格朗日點(L2),重力穩定,能使太陽、地球與望遠鏡保持成一線,為深空觀測提供不間斷的視野。

這具巴士大小的望遠鏡以已故的 Nancy Grace Roman 命名,她是 NASA 首位首席天文學家,望遠鏡將耗時三個多月抵達目的地。一旦就位,它將從太空對宇宙的隱蔽之處展開迄今最寬廣的凝視,以無與倫比的速度揭開難以想像的事物。

「它將發現數千顆超新星、數萬顆行星、數十億個星系和數百億顆恆星,」NASA 科學任務主任 Nicky Fox 表示。「憑藉其巨大的視野,它將能完成我們從未做過的事情。」

發射與總統來電

在甘迺迪太空中心(Kennedy Space Center)轟鳴升空數分鐘後,火箭的兩具可重複使用側助推器以尾朝下的姿態降落,場面震撼,在返回卡納維爾角(Cape Canaveral)著陸時發出響亮的音爆。不久後,望遠鏡成功與火箭上面級分離,贏得地面控制人員的掌聲。此次任務也增加了 SpaceX 火箭承擔的 NASA 工作量,該公司火箭已成為該機構載人與科學發射的主力。

Fox 看著這一切 unfold 時熱淚盈眶。「真是美好的一天!」她說。

幾小時後,NASA 局長 Jared Isaacman 正在舉行記者會,並預測羅曼太空望遠鏡很快就會家喻戶曉,此時他的手機響了。電話那頭是川普(Donald Trump)總統,向他道賀。

「哇,在電視上看起來真美,」甫於週五造訪休士頓詹森太空中心、表彰阿提米斯二世(Artemis II)登月機組人員的川普說。「你們是太空領域最炙手可熱的。」

比哈伯更寬廣的視野

羅曼的視野比 NASA 哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)寬廣逾 100 倍;哈伯在軌道上運行 36 年後,仍持續產出令人驚豔的天體影像。韋伯則於數年前加入行列,視野更窄但極為精準,能夠放大觀察幾乎與大霹靂(Big Bang)一樣古老的物體。

這三具軌道觀測站將協同合作——連同歐洲太空總署的歐幾里得(Euclid)太空船,以及美國國家科學基金會位於智利的 Vera C. Rubin 天文台——揭開宇宙一些最大的秘密。像羅曼、歐幾里得和魯賓這類廣域巡天觀測站,搭配韋伯的變焦能力,反映了現代天文學更廣泛的分工:發現型任務掃描大範圍天空,而更靈敏的儀器則針對個別目標進行後續觀測。

在等待被發現的無數星系中,有許多恆星擁有行星。一旦羅曼發現這些新世界,更強大、更靈敏的韋伯將接手填補空白。

「羅曼廣闊的觸角將讓我們找到奇特、罕見與不尋常的事物,」資深計畫科學家 Julie McEnery 在發射前夕表示。「我們將重新定義『在大海撈針』的意義。」

為暗物質與暗能量帶來曙光

或許更重要的是,天文學家期待羅曼能照亮構成宇宙大部分、卻隱而不見的暗物質與暗能量。科學家估計,暗能量與暗物質合計約占宇宙內容物的 95%,而普通物質——從恆星到行星等一切可見之物——僅占一小部分。羅曼的星系目錄將幫助科學家判定,在這些令人費解的看不見力量影響下,宇宙正以多快的速度膨脹。

羅曼的看家本領是速度。據 McEnery 表示,羅曼一個月的銀河系觀測,哈伯需要一個世紀才能完成。她補充說,羅曼也將迅速掃描銀河系正中央的銀河核球,提供迄今對我們銀河系核心最深入的觀察。透過監測數百萬顆恆星的短暫增亮——一種稱為重力微透鏡的技術——羅曼預計將揭示其他方法常遺漏的行星,包括遠離其恆星運行的世界。

除了靈敏度與哈伯相當、但速度快 1,000 倍的廣域紅外線相機外,羅曼還搭載一台用於遮蔽星光的儀器。這具實驗性的、能製造人造日食的日冕儀,將使羅曼能直接對任何可能繞行被遮蔽恆星的行星成像,無論其多麼黯淡。這項技術示範旨在驗證未來觀測站可用來對其他恆星周圍類地行星成像的技術。

雖然羅曼並非為搜尋生命而設計,Fox 表示,它將為未來的觀測站鋪路,以回答 NASA 認為最大的問題:「我們是孤獨的嗎?是否還有另一個地球 2.0 正回望著我?」

該望遠鏡也設計為可補充燃料,這意味著若未來十年內出現機器人加油船,其壽命便可延長。

向 Nancy Grace Roman 致敬

羅曼較原定時程提前近一年、且在預算內發射,是 NASA 首具以女性命名的太空望遠鏡。

退休 NASA 科學家 Ed Weiler 表示,這項殊榮早就該來。他為 Roman 創造了「哈伯之母」一詞,Roman 曾於 1978 年聘用他。Roman 於 1959 年加入甫成立的 NASA 後便堅信,設於地球遮蔽大氣層之上的天文台能看得更遠、更清楚。她於 2018 年辭世,享年 93 歲。

「這非常、非常合適。我認為 Nancy 會非常驕傲,」這具以她命名的望遠鏡將處理一些宇宙最大的懸而未決的問題,例如暗能量,Weiler 說。

哈伯於 1990 年發射時主鏡有瑕疵,需要太空人進行戲劇性的艙外維修。羅曼的主鏡與哈伯同樣大小——直徑近 8 英尺(2.4 公尺)——實際上是間諜衛星計畫的剩餘品。國家偵察辦公室(National Reconnaissance Office)十多年前將兩面剩餘鏡面捐贈給 NASA 重新利用。第二面鏡面仍存放於倉庫中。一旦羅曼完成調校並展開科學運作,其首批影像預計將帶給天文學家迄今最寬廣的宇宙紅外線全景視野。

本文原刊於 Fortune.com