NASA对下一代系外行星成像技术进行测试

一种用于观察太阳系外行星的尖端工具已通过两项关键测试，并将于2027年作为该机构罗马太空望远镜的一部分发射。

美国宇航局南希·格雷斯·罗马太空望远镜上的日冕仪将展示新技术，这些新技术可以大大增加科学家可以直接观测到的太阳系外行星(系外行星)的数量。它是在该机构位于南加州的喷气推进实验室设计和建造的，最近在发射前通过了一系列关键测试。其中包括确保仪器的电气元件不会干扰天文台其他部分的测试，反之亦然。

喷气推进实验室罗马日冕仪项目副经理赵峰表示：“这是建造航天器仪器的一个非常重要且令人伤脑筋的阶段，测试一切是否按预期工作。”“但我们有一支出色的团队建造了这个东西，并且它出色地通过了电气元件测试。”

日冕仪会阻挡来自明亮宇宙物体(如恒星)的光线，以便科学家能够观察附近原本会被眩光掩盖的物体。(想想汽车的遮阳板。)行星反射或发射的光携带有关行星大气中的化学物质和其他潜在宜居迹象的信息，因此日冕仪可能成为寻找太阳系外生命的关键工具。

但是，如果科学家试图获得另一个太阳系中一颗类地行星的图像(与我们的太阳相似的恒星大小相同，距离相同)，他们将无法在恒星的眩光中看到该行星，即使有当今最好的日冕仪和最强大的望远镜。

罗马日冕仪旨在改变这种范式。该仪器的创新应该能够看到大小和距恒星距离与木星相似的行星。日冕仪团队预计，这些进步将有助于实现利用未来的天文台观测更多类地行星的飞跃。

作为技术演示，罗马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，它将测试先进的遮光功能，该功能至少比目前可用的功能好10倍。科学家们希望进一步提升其性能，以观察具有挑战性的目标，从而产生新的科学发现。

罗马日冕仪充满了无线电波，以测试其对杂散电信号的响应。该测试是在一个内衬泡沫垫的室内进行的，泡沫垫可以吸收无线电波以防止它们从墙壁上反弹。图片来源：NASA/JPL-Caltech

取得成绩

即使日冕仪挡住了恒星的光线，行星仍然会异常微弱，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。为了进行这些观察，该仪器的相机检测单个光子或单个光粒子，使其比以前的日冕仪更加灵敏。

这就是最近的测试至关重要的原因之一：向航天器组件供电的电流可以产生微弱的电信号，模仿日冕仪敏感相机中的光，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可能会干扰罗曼的其他仪器。

该任务需要确保当望远镜在距地球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，工程师团队将完全组装好的仪器放入喷气推进实验室的一个特殊的隔离、电磁安静室中，并将其打开至全功率。

他们测量了仪器的电磁输出，以确保其低于罗马号上操作所需的水平。该团队使用注入夹具、变压器和天线来产生与望远镜其他部分产生的类似的电干扰和无线电波。然后，他们测量了仪器的性能，寻找相机图像中的过多噪音以及光学机构产生的其他不需要的响应。

喷气推进实验室的罗马日冕仪电气系统工程师克莱门特·盖顿说：“我们用天线产生的电场强度与电脑屏幕产生的电场强度大致相同。”“考虑到所有因素，这是一个相当良性的水平，但我们机上有非常敏感的硬件。总的来说，该仪器在电磁波导航方面做得非常出色。并支持团队在创纪录的时间内完成这次测试活动!”

广阔的视野

从日冕仪技术演示中汲取的经验教训将与罗马太空望远镜的主要任务分开，其中包括多个科学目标。该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)，广域仪器将发现数以万计的新系外行星。(这次行星调查将与日冕仪的观测分开)。

罗曼还将制作宇宙3D地图，以探索星系是如何形成的以及宇宙加速膨胀的原因，测量天文学家所说的“暗物质”和“暗能量”的影响。凭借这些广泛的能力，罗曼将帮助回答有关我们宇宙的大大小小的特征的问题。