想象一下,你站在北京,要用手里的激光笔精准照中天津的一枚硬币——而且不是照一下就跑,是稳稳地照住半小时不挪窝。这听起来像杂技,但NASA刚测试完的一台太空望远镜,干的差不多就是这件事。
主角是NASA的南希·格雷斯·罗马太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)。2026年9月15日到21日,工程师们对它的一套"精细制导系统"做了测试,看它能不能在观测时把目光锁得足够死。紧接着9月22日,望远镜上的日冕仪第一次接收到了来自宇宙的光。
这两件事放在一起,意味着罗马望远镜的"找行星之眼",正式睁开了。
它靠什么盯住目标?
罗马望远镜的主科学仪器叫宽场仪器(Wide Field Instrument),里面装了18个探测器。工程师从每个探测器上划出一小块区域,专门用来快速盯住一颗不同的"引导星"——这些星星的位置早就被精确测量过,相当于天上固定的路标。
工作流程分两步走:先由姿态控制系统把望远镜大致对准天空的正确区域,然后精细制导系统接手,持续追踪那些参考星,把望远镜在曝光过程中产生的微小晃动信息反馈回去,让它及时修正。
没有这些修正会怎样?罗马望远镜就稳不到能拍出最清晰图像的程度。一次深度曝光可能持续几分钟到几小时,期间任何一点漂移都会让画面糊掉。
NASA戈达德太空飞行中心的贝戈尼娅·维拉(Begoña Vila)是罗马望远镜制导仪器系统负责人。她解释说,精细制导系统每秒向姿态控制系统报告引导星的位置大约4次,后者据此对望远镜做极微小的移动,抵消任何漂移。
测试结果有多稳?维拉给出的数字是:宽场仪器观测可以做到每半小时稳定在十万分之一度以内;日冕仪观测时间更长,可以做到每八小时稳定在十万分之一度以内。她说这对团队来说是非常激动人心的时刻。
十万分之一度是什么概念?工程师用了一个更直观的类比:大致相当于从约150英里(约240公里)外,把一束激光稳稳对准一枚美国一角硬币。而且工程师们预计,随着制导系统继续调校,这个表现还能再提升——如果达到目标,同样的类比距离会拉长到约230英里(约370公里)。
一种没人用过的制导方式
罗马望远镜还要测试一种此前从未这样用过的制导方式。
维拉说,罗马望远镜不像其他太空望远镜那样配备单独的制导仪器。它不只追踪一颗星星"点状"的外观,而是要靠一种叫光谱的详细波长图案来制导。因为罗马望远镜本身就要为科学观测测量光谱,它可以把同一份信息拿来精确定位自己。团队期待在未来几周验证这种光谱制导模式。
光谱记录的是一个物体的光在不同波长上如何分布。罗马望远镜在设计上本来就要收集这类信息用于科学观测,工程师于是顺水推舟,让同一套能力兼职干起了"定位"的活。
日冕仪第一次看见星光
9月22日和27日,团队又往前走了一步:把精细制导系统和日冕仪放在一起测试。
日冕仪的任务,是验证一系列先进技术,用来压制恒星刺眼的光芒,好让科学家能研究那些暗得多的、围绕附近恒星运行的行星和尘埃盘。
维拉说,罗马望远镜的日冕仪还有自己内部的稳定流程,因此比宽场仪器还要稳得多。这种额外的稳定性对日冕仪观测来说必不可少——哪怕极其微小的振动或指向误差,都可能让不想要的星光漏进图像里,把科学家想找的、暗弱得多的行星彻底淹没。
日冕仪在9月1日"醒来",9月中旬伸展了它的数字、电子和机械"四肢"。在确认精细制导系统能让仪器保持稳定之后,团队调整了它的焦距,让日冕仪对太空做了第一次初步观察。这些早期观测会帮助科学家在更严苛的测试开始前继续打磨仪器。
NASA喷气推进实验室的罗马望远镜日冕仪科学家瓦妮莎·贝利(Vanessa Bailey)说,这次观测确认了仪器能够产生聚焦的图像。她强调,这是一次非常有限的测试,它开启的是一个有条不紊的过程——任务会越来越复杂,帮助团队为仪器未来的观测做准备。
第一批星星,出现在大麦哲伦云
在第一次测试中,罗马望远镜的日冕仪观测了大麦哲伦云——一个邻近星系——中的一颗暗星。
那张图像里带着额外的"噪声",因为仪器的探测器被有意保持在比最终工作温度更暖的状态。在这个阶段让它们暖一点,有助于防止污染物粘到探测器上。
贝利用了一个很接地气的说法:他们当时是在"踢轮胎",确认光能穿过整个系统。第二次观测在周日进行,确认了指向。团队把探测器冷却下来以获得更好的灵敏度,然后观测了大麦哲伦云中一个新的位置——他们预期那里能在单张图像里看到许多星星。结果真的看到了。贝利说,大家都松了一口气。
从"踢轮胎"到看见一片星场,这台望远镜的行星搜寻之路才刚刚起步。它接下来要验证的光谱制导模式,以及日冕仪后续越来越复杂的测试,才是真正决定它能不能看清那些躲在星光旁边的暗弱行星的关键。而现在,它至少已经证明了一件事:这只"眼睛",稳得住。
热门跟贴