NASA测试新一代系外行星成像技术
喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）的科学家凡妮莎·贝利站在南希·格蕾丝·罗曼日冕仪后面，该日冕仪正在在JPL进行测试。日冕仪的大小和一架小型钢琴差不多，它的设计目的是阻挡星光，让科学家们看到太阳系外行星发出的微弱光线。
影像来源：NASA/JPL-Caltech
一种观测太阳系外行星的尖端工具在2027年作为该机构罗马太空望远镜的一部分发射前通过了两项关键测试。
一种观测太阳系外行星的尖端工具已经通过了两项关键测试，它将于2027年作为该机构罗曼太空望远镜的一部分发射。
NASA南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜上的日冕仪将展示新技术，这些技术可能会大大增加科学家可以直接观测的太阳系外行星（系外行星）的数量。它由该机构位于南加州的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）设计和制造，最近通过了发射前的一系列关键测试。这包括测试以确保仪器的电子组件不会干扰天文台的其他组件，反之亦然。
“这是制造航天器仪器的一个如此重要和令人紧张的阶段，测试一切是否按预期进行。”JPL罗马日冕仪的副项目经理冯昭说。“但我们有一个了不起的团队来制造这款产品，它以优异的成绩通过了电子元件测试。”
日冕仪可以阻挡来自明亮的宇宙物体（如恒星）的光，这样科学家就可以观测到附近的物体，否则这些物体就会被眩光遮蔽。（想象一下汽车的遮阳板。）行星反射或发射的光携带了有关行星大气中化学物质的信息和其他潜在的宜居迹象，因此日冕仪可能是寻找太阳系以外生命的关键工具。
但是，如果科学家试图获得另一个太阳系中类似地球的行星的图像（大小相同，与我们的太阳相似的恒星距离相同），即使使用当今最好的日冕仪和最强大的望远镜，他们也无法在恒星的眩光中看到这颗行星。
罗曼日冕仪上布满了无线电波，以测试它其杂散电信号的反应。测试是在一个内衬泡沫填充物的房间里进行，泡沫填充物可以吸收无线电波，防止它们从墙壁上反弹。
影像来源：NASA/JPL-Caltech
罗曼日冕仪旨在改变这一模式。该仪器的创新应该可以看到大小和距离木星相似的行星。日冕仪团队预计，这些进展将有助于实现未来天文台观测更多类地行星的飞跃。
作为一项技术演示，罗曼日冕仪的主要目标是测试以前从未在太空飞行过的技术。具体来说，它将测试复杂的阻光能力，比目前可用的能力至少好10倍。科学家们希望进一步提高其性能，以观察可能产生新科学发现的挑战性目标。
取得成功
即使日冕仪阻挡了恒星的光线，行星仍然会异常暗淡，可能需要整整一个月的观测才能获得遥远世界的清晰图像。为了进行这些观测，该仪器的相机探测单个光子或单个光粒子，使其比以前的日冕仪灵敏得多。
这就是最近的测试至关重要的一个原因：向航天器组件供电的电流会产生微弱的电信号，模仿日冕仪灵敏相机中的光——这种效应被称为电磁干扰。与此同时，日冕仪发出的信号同样会干扰罗曼的其他仪器。
该任务需要确保当望远镜在距离地球100万英里（约150万公里）的孤立、电磁安静的环境中运行时，这两种情况都不会发生。因此，一组工程师将完全组装的仪器放置在JPL的一个特殊的隔离的电磁静音室中，并将其打开至全功率。
他们测量了仪器的电磁输出，以确保其低于在罗曼上运行所需的水平。该团队使用注入钳、变压器和天线来产生电子干扰和无线电波，类似于望远镜其余部分将产生的电扰动和无线电波。然后，他们测量了仪器的性能，寻找相机图像中的的过大噪点和光学机构的其他不必要的响应。
“我们用天线产生的电场强度与计算机屏幕产生的电场强度大致相同。”JPL的罗曼日冕仪电气系统工程师克莱门特·盖登说。“从所有方面来看，这是一个相当温和的水平，但我们的硬件非常敏感。总的来说，这台仪器在穿越电磁波方面做得非常出色。感谢团队在创纪录的时间内完成了此次测试活动！”
广阔的视野
从日冕仪技术演示中吸取的经验教训将与罗曼太空望远镜的主要任务分开，后者包括多个科学目标。这次任务的主要工具是广域仪器，旨在生成一些有史以来从太空拍摄的最大的宇宙图像。这些图像将使罗曼能够对恒星、行星和星系等宇宙物体进行开创性的调查，并研究宇宙中物质的大规模分布。
例如，通过重复拍摄银河系中心的图像——就像一部多年的延时电影——广角仪器将发现数以万计的新系外行星。（这个行星调查将与日冕仪的观测分开进行）。
罗曼还将绘制宇宙的3D地图，以探索星系是如何形成的，以及为什么宇宙的膨胀正在加速，测量天文学家所称的“暗物质”和“暗能量”的影响。有了这些广泛的能力，罗曼将帮助回答有关我们宇宙大小特征的问题。
南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理，参与方包括NASA喷气推进实验室和南加州加州理工学院/IPAC分校、位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所，以及由来自不同研究机构的科学家组成的科学团队。主要工业合作伙伴是位于科罗拉多州博尔德的Ball Aerospace and Technologies Corporation；佛罗里达州墨尔本的L3Harris Technologies；加州千橡市的Teledyne Scientific & Imaging。
罗曼日冕仪由喷气推进实验室设计和建造，喷气推进实验室为NASA管理仪器。欧洲航天局（ESA）、日本宇宙航空开发机构（JAXA）、法国国家太空研究中心（CNES）和德国马克斯·普朗克天文研究所都做出了贡献。位于加州帕萨迪纳的加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。加州理工学院/IPAC的罗曼科学支持中心与喷气推进实验室合作，对日冕仪进行数据管理，并生成仪器的命令。
如欲了解更多有关罗曼望远镜的信息，请访问：
https://roman.gsfc.nasa.gov/
参考来源：