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关于使命

Nancy Grace Roman 太空望远镜的前身是广域红外巡天望远镜 (WFIRST)，是美国宇航局的一个天文台，旨在解决暗能量、系外行星和红外天体物理学领域的基本问题。 罗马太空望远镜（由 NASA 牵头，由 NASA 戈达德太空飞行中心管理；GSFC）专为一项为期五年的任务而设计，将于 2020 年代中期从卡纳维拉尔角发射到 L2。 该望远镜有一个直径为 2.4 米（7.9 英尺）的主镜，与哈勃太空望远镜的主镜尺寸相同。 罗马太空望远镜将有两种仪器：广角仪和日冕仪。

宽视场仪器的视野将是哈勃红外仪器的 100 倍，可以在更短的观测时间内捕获更多的天空。 作为主要仪器，广域仪器将在任务的整个生命周期内测量来自十亿个星系的光。 此外，它将对银河系内部进行微透镜调查近红外光纤光谱仪，以发现约 2,600 颗系外行星。

罗马太空望远镜的罗马日冕仪将对附近的数十颗系外行星进行高对比度成像和光谱分析。 NASA 的喷气推进实验室 (JPL) 正在建造罗马日冕仪，并参与日冕仪观测能力的探测器验证和开发。 GSFC 负责罗马太空望远镜项目。 位于罗马的太空望远镜科学中心的职能由红外处理和分析中心 (IPAC)、太空望远镜科学研究所 (STScI) 和 GSFC 共享。

罗马日冕仪概述

从系外行星反射的星光中可以看出，来自系外行星的光比其主星暗 1 亿或更多，远远超出当今地面或太空天文台的范围。 罗马太空望远镜日冕仪将展示首个太空高性能日冕仪系统，该系统能够在反射星光下直接成像成熟的气态巨型系外行星系统（类似于我们自己的木星和土星），为未来可能的 NASA 任务铺平道路表征暗淡的类地行星。

罗马日冕仪的目标

当前的地基和天基仪器仅限于检测明亮（自发光）的年轻系外行星，这些系外行星在距离 > 0.3 弧秒时比其主恒星暗一百万倍。 一次成功的日冕仪技术演示，仅满足其阈值技术要求 (TTR)，将能够探测到比其主星暗 1000 万倍且距离 >0.3 弧秒的行星伴星。 基于当前实验室结果的性能模型预测日冕仪将能够探测到比主星暗十亿倍且距离大于 0.15 角秒的行星伴星。 日冕仪为准备未来的任务提供了一个关键的垫脚石，这些任务旨在成像和表征类地行星比它们的宿主恒星暗 100 亿倍并且位于零。

重要的罗马日冕仪技术演示

罗马太空望远镜上的日冕仪是未来任务的先进技术演示器； 例如，Astro2020 十年报告推荐了一项旨在直接成像类地系外行星的任务 [MY1]。 日冕仪将首次在太空中展示未来任务所需的技术，以对附近恒星宜居带中的岩石行星进行成像和表征。 通过展示这些工具并在集成的端到端系统中启用科学观测操作，NASA 将验证性能模型并为潜在的未来旗舰任务提供途径。

系外行星成像

根据 Astro2010 和 Astro2020 年代际调查的建议，罗马太空望远镜的日冕仪推进并展示了太空中的关键技术，以实现下一代地球观测系外行星太空天文台。 这些技术包括具有可变形反射镜的精密光学波前控制、灵敏的光子计数成像探测器、可选择的日冕仪观察模式、低分辨率光谱、先进的波前传感和控制算法、航天器和日冕仪的高保真集成建模以及后处理方法，以提取图像和光谱。 日冕仪的设计目的是在反射星光的木星质量行星和微弱碎片盘的灵敏度水平上展示太空日冕仪。

在运行的前 18 个月进行初步调试和正式技术演示后，NASA 设想了一个 Coronagraph 社区参与计划来吸引系外行星社区。 通过这种方式，Coronagraph 观测将推进社区在系外行星天文学方面的目标，以及它将如何验证未来系外行星任务的关键技术，现在设想为 HabEx 和 LUVOIR。

罗马日冕仪技术

以 575 nm（波段 1；10% 带宽）和 825 nm（波段 4；15% 带宽）为中心的直接成像光度测量

以 575 nm（波段 1；10% 带宽）和 825 nm（波段 4；15% 带宽）为中心的偏振观测

单缝光谱仪 (R=50) 以 660 nm（波段 2；15% 带宽）和 730 nm（波段 3；15% 带宽）为中心

一对可变形镜，用于精确的波前控制

光子计数 EMCCD 成像传感器

在轨自主运行

数据后处理算法

在实验室模拟罗马太空望远镜数据

JPL 的精密投影仪实验室 (PPL) 使用一个试验台近红外光纤光谱仪，该试验台旨在使用真实探测器模拟天文数据，以验证广域仪器对光度测量、天体测量，尤其是星系形状测量的严格要求。 PPL 测试台可在大型探测器上快速生成一系列可定制的“场景”（例如恒星、星系、光谱），以发现可以规避传统探测器测试并降低科学测量结果的微妙系统效应。 一旦了解，就可以通过更改硬件、校准、任务操作或数据分析来缓解探测器问题。 更多信息：https://arxiv.org/abs/1801.06599

乐器

双方使用的2.4米望远镜

广域仪器

日冕仪