微调副镜发丝十六分之一！NASA罗曼太空望远镜成像效果超出预期近三成
美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜团队完成了一系列密集的工作，以微调天文台的观测目标，并为主要仪器的日常使用做好准备。
“罗曼号探测器的所有大规模探测都将依赖于广域仪器，”美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）的广域仪器系统工程师戴夫·希基说道。“如果没有它，这项任务的许多主要目标，例如研究暗物质和暗能量，都将无法实现，所以看到它运行良好，既令人兴奋又让人如释重负！”
自9月份宽视场仪器启动以来，罗马团队一直在对其进行一系列测试，以检验其各个组件的单独和协同工作性能。他们首先检查了18个便签纸大小的探测器及其所有电子元件，然后转向元素轮——一种包含滤光片和其他装置的机构，用于将特定波长的光传递给探测器，并将光分散成各种颜色。
随后，工程师们打开了校准系统中的所有内部LED灯，这些LED灯就像可调光的各种颜色的灯，由工程师从地面控制。这些组件旨在测量探测器对不同光照强度的响应，并校正其灵敏度的任何变化。
团队测试了对准机构，然后将其从发射前的失焦状态调整到预测的最佳聚焦位置。最后，工程师们对热管理系统进行了全面测试，确保其能够将仪器的各个组件保持在合适的温度。
“校准仪器就像在音乐会前调钢琴或吉他一样，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的宽视场仪器系统工程师马克西姆·里佐说。“你要把所有参数都调整到你想要的状态，然后就不要再动这些设置了，这样它在使用过程中就能始终如一地运行。”
与此同时，另一个团队致力于提高望远镜的聚焦精度。“得益于发射前地面方面出色的准备工作，即使在我们开始调整所有镜片和其他光学元件的对准之前，望远镜的性能也已经非常出色了，”美国宇航局戈达德太空飞行中心罗曼光学系统负责人马修·博尔卡说道。“戈达德中心以及L3Harris和BAE空间与任务系统公司的承包商所做的所有测试和建模工作，使得我们只需进行一些微调，就能使所有部件达到近乎完美的对准状态。”
这种精确度至关重要，因为很难准确预测发射过程中以及在太空中的各种变化。罗曼号于8月30日发射升空。
博尔卡尔说：“我们的地面测试无法完全模拟罗曼在太空中将要经历的环境，例如失重状态。此外，温度变化和湿度含量也略有不同。尽管存在这些挑战，但最近的评估表明，我们的地面测试非常出色，两台仪器的性能都达到了甚至超过了我们的预期。”
当宇宙光进入望远镜时，它会在镜子和其他光学元件之间以精心编排的方式反射。所有部件都必须极其精确地对准，才能聚焦光线并将其导向罗曼的两台仪器。
由于光学器件的安装已经近乎完美，团队只需要进行微小的调整。“我们把副镜移动了大约相当于人类头发直径十六分之一的距离，”美国宇航局戈达德太空飞行中心负责罗曼望远镜项目的资深光学工程师奥尔登·朱林说。“这次调整使副镜相对于主镜的高度略微改变。如果我们把这个高度按比例放大到帝国大厦的高度，那么高度的变化比在塔顶叠放一枚美国一美分硬币的高度还要小一些。”
这种微小的改变可能会对任务的科学研究产生重大影响。最初，日冕仪的图像略微失焦，但程度并未达到团队预期，而且这个问题也比较容易解决。现在，该仪器的性能已达到团队的高预期。日冕仪团队将继续校准其相机设置，并确定其可变形镜的最佳设置，之后将在未来几周内尝试演示其遮光能力。
在对日冕仪的焦点进行微调后，研究团队转而对广域仪器进行另一轮调整。现在，宽视场仪器的性能比罗马团队的预测提高了近30%。图像质量的要求设定在均方根误差约为90纳米，这意味着光学元件与绝对完美值的偏差仅为90纳米——这大约比人类头发丝细1000倍。
该团队做得更好：经过校正后，宽视场仪器的光学系统误差仅为 63 纳米 RMS。
“罗曼的宇宙巡天拍摄的所有图像都将比我们预期的更加清晰，”尤林说。“这是多年来精心建模、精确计量和测试的成果。”