羅曼太空望遠鏡(Nancy Grace Roman Space Telescope)的主鏡,2012 年還不是 NASA 的東西。那是一批間諜衛星等級、口徑 2.4 公尺、和哈伯(Hubble)一樣大的光學元件,由美國國家偵察局(NRO)轉交 NASA;承包商 L3Harris 依羅曼的需求把鏡面重新修形,再鍍上一層不到 400 奈米厚的銀,約為一根頭髮的兩百分之一。台灣時間 8 月 30 日晚上 7 點 26 分(11:26 UTC),這面鏡子裝在獵鷹重型的整流罩裡,從甘迺迪太空中心 39A 工位升空,朝約 150 萬公里外的 L2 點出發。

它的賣點是視野。羅曼的廣視野儀器(Wide Field Instrument)是一台 3 億畫素的近紅外相機,由 18 片 4K 感光元件拼成;解析度與哈伯同級,一次拍下的天區卻至少是哈伯的 100 倍。資深專案科學家 Julie McEnery 給了一個換算:「羅曼一個月做完的巡天,哈伯要花一個世紀。」代價是每天約 1.4 TB 的下傳量,NASA 天文物理任務至今最高。這些資料要用來掃過數億顆恆星與數十億個星系,以重力微透鏡找系外行星,並從星系的分布反推暗能量與暗物質。

側推進器回家,芯級留在路上

發射本身走得乾淨。這是獵鷹重型自 2018 年首飛以來第 13 次任務,也是它第三次為 NASA 發射。升空後約 2 分 24 秒,兩具側推進器關機、分離、翻轉,點火飛回卡納維爾角完成著陸——一具是首飛,另一具已經第三趟,先前執行過 GOES-U 與 Viasat-3 F3。芯級沒有這個待遇:為了把約 9,200 公斤的觀測衛星推上前往 L2 的轉移軌道,它被捨棄了。升空 31 分鐘後羅曼與二級分離,剩下約 100 天的路自己飛(完整時間線與載具資料見發射頁)。

這趟車票是 2022 年 7 月買的:NASA 以 Launch Services II 合約把羅曼交給獵鷹重型,金額約 2.55 億美元,涵蓋發射服務與其他任務相關費用——固定價格,不是旗艦任務過去慣用的成本加成(入軌價格跌了二十年,然後開始漲回來)。

四次出現在刪減名單上

讓這場發射不只是又一次成功入軌的,是它差點沒有發生。

羅曼的前身 WFIRST 在 2010 年的十年期規劃(decadal survey)裡被美國天文學界排在大型太空任務的第一位,但 2019、2020、2021 三個財政年度的白宮預算案,連續三次把它的經費編成零。國會三次都拒絕,把錢補回去——2019 財年 3.122 億美元,2021 財年 5.052 億美元。2026 財年的預算案沒有再提終止,改成大幅削減;那時候望遠鏡已經造完,大部分開發費用早就花掉,再砍也省不到多少,只會讓一台完工的儀器留在地面。國會又擋了一次。

帳面上的數字是總花費約 43 億美元。帳面下的是:一個計畫要活過三任預算編列,靠的是每年有人在委員會裡把它撿回來。它最後不但飛了,還飛得比承諾早——疫情後重新規劃訂下的發射準備日是 2027 年 5 月,羅曼提早了大約九個月,連原訂的 2026 年 10 月窗口都往前挪。專案經理 Jackie Townsend 在發射後說:「這趟飛得很漂亮,把我們準確放在了想去的位置。」

接下來 90 天

羅曼現在一邊飛向 L2,一邊走 90 天的調校流程:前 10 天做結構展開與出氣,第 11 到 40 天測太空船系統,第 41 到 85 天輪到儀器,第 90 天進入早期科學觀測的準備狀態,第一批影像預計 2027 年初公布。另一台儀器日冕儀(Coronagraph)屬技術示範性質,前 18 個月分到約 2,000 小時觀測時間,要驗證遮掉恆星光、直接拍下行星的技術上不上得了下一代望遠鏡。

造得出來、活得下來、飛得上去,羅曼三關都過了。第四關——那面在庫房裡躺過的鏡子究竟能看到什麼——要等 2027 年初的第一批影像才開始算分。