100個哈勃：羅曼空間望遠鏡有多強？_風聞

在哈勃空間望遠鏡的繼任者中，以被譽為“哈勃之母”的天文學家南希·羅曼命名的望遠鏡——羅曼望遠鏡——是最重要兩個之一。它的主鏡面的直徑與哈勃相同，但它的視野是哈勃的第三代寬場照相機（WFC3）的紅外拍攝模式的視野的大約200倍，是哈勃的高級巡天照相機（ACS）視野的大約100倍，並且成像質量不遜色於哈勃，因此被稱為“100個哈勃”。它有什麼“黑科技”，又有什麼樣的科學目標？本文帶你走進羅曼空間望遠鏡的前世今生，領略它的強大。

撰文 | 王善欽

如果要評出當今世界上最著名、最有影響力的天文望遠鏡，那一定是美國國家航空航天局（NASA）與歐洲航天局（ESA）擁有的哈勃空間望遠鏡（簡稱“哈勃”）。在過去30年的時間裏，哈勃獲得了海量的珍貴數據與美圖，重塑了過去30年人類對宇宙萬物與宇宙自身的認知。

但NASA並不滿足於哈勃獲得的成就。為了進一步破解宇宙萬物的奧秘，NASA規劃了多個未來的空間望遠鏡，其中與哈勃同類的主要有詹姆斯·韋伯（James Webb）空間望遠鏡（簡稱“韋伯”）與南希·格蕾斯·羅曼（Nancy Grace Roman）空間望遠鏡（簡稱“羅曼”）。

羅曼的藝術想象圖 | 來源：Neil Gehrels, Kevin Grady

在之前的文章（參見《哈勃望遠鏡之母：空間天文學領域的“滅絕師太”》）中，我們介紹了“哈勃之母”南希·格蕾斯·羅曼（Nancy Grace Roman，1925-2018）的生平與成就。在這篇文章中，我們將介紹以她來命名的空間望遠鏡的前世今生，它上面的儀器、它的科學目標與其他一些重要信息。

羅曼的前世：鎖眼-11號衞星的黑科技

羅曼的故事要從鎖眼-11號（KH-11）衞星説起。

鎖眼系列衞星是美國偵察局（NRO）研製的偵查衞星，其功能就是拍攝地面上的軍事目標，因此它們本質上是空間望遠鏡，只是它們是在太空中對着地面拍照，而不是對着星空拍照。

鎖眼系列衞星的每一代都有多個同款衞星。在這個系列中，1976年12月19日由大力神III-D（Titan III-D）火箭送上太空的第一顆鎖眼-11號衞星具有重要的轉折意義：它是世界上最早採用電荷耦合器件（CCD）替代傳統底片並用無線電信號傳輸數據到地面的航天器。

鎖眼-11號結構的藝術想象圖，圖中分別標出了推進器（Thruster）、航天電子設備（Avionics）、高分辨率相機（High-Resolution Camera）、中繼天線（Relay Antenna）、燃料箱（Fuel Tank）、主鏡面（Primary Mirror）與副鏡（Secondary Mirror） | 來源：Trendsbuzz.com

這個模式直接影響了此後哈勃的設計：設計專家們一度想讓哈勃帶一個底片箱升空，用完底片後讓宇航員上去更換——如果是這樣，現在哈勃的海量精美照片是別指望了。鎖眼-11號改變了這一切。鎖眼-11號衞星成功使用CCD拍照與無線電數據傳輸模式後，加州理工學院的科學家與工程師在設計“寬場與行星照相機（WFPC）”時也採用了CCD成像模式與無線傳輸模式。

1993年，由航天飛機送上太空的宇航員在太空中取出哈勃上面的WFPC | 來源：NASA

鎖眼-11號衞星的主鏡面的口徑是2.4米，與哈勃主鏡面的口徑一樣。這絕不是巧合。

當年NASA設想的大型空間望遠鏡（即後來的哈勃）的口徑為3米，後來因為預算太高而被卡了。為降低預算，NASA經過評估，最後決定將望遠鏡的口徑減小到2.4米。

為什麼要降低到2.4米？因為鎖眼-11號的主鏡面口徑是2.4米，容納這個主鏡面的飛船系統是由洛克希德（Lockheed）公司根據這個尺寸定製。如果哈勃採用2.4米的主鏡面，洛克希德公司就可以直接製造容納這麼大的鏡面的飛船。如果用其他尺寸，洛克希德就要重新設計不同尺寸的飛船後再製造，而這將推高預算。這使得哈勃的主鏡面口徑最終被定為2.4米。

此前網上有人説哈勃的主鏡面是當年鎖眼-11號不用的主鏡面，這是錯誤的説法。哈勃的主鏡面是由柏爾金-埃爾默（Perkin-Elmer）公司磨製的，而鎖眼-11號的主鏡面由埃克斯利斯（Exelis）公司製造。此外，鎖眼衞星的鏡面磨得深，而哈勃的鏡面磨得淺得多。

儘管主鏡面來源不同，但哈勃太空船系統、CCD拍照、無線電數據傳輸模式（包括數據中繼衞星的使用）甚至總重量都與鎖眼-11號高度相似。

2009年，維修之後被重新放回太空的哈勃 | 來源：NASA

隨着技術的發展，NRO發展出更強更大的主鏡面，有兩個2.4米的主鏡面還沒被使用就被判定為“落伍”，然後就被擱在無塵室內，每個月消耗10萬美元的保管費。作為對比，當年哈勃放在無塵室時每月消耗600萬美元的保管費。

羅曼的今生：從1.3米到2.4米的躍變

兩塊“落伍”的鏡面靜靜躺在無塵室時，一個會在將來與它們中的一塊發生密切關聯的空間望遠鏡項目啓動了——聯合暗能量任務（Joint Dark Energy Mission），縮寫為JDEM。

這個項目由NASA與美國能源部（DOE）聯合出資開發，用以探測神秘的“暗能量”——1998年，兩個互相競爭的小組發現宇宙在幾十億年前開始加速膨脹，後來科學家將推動宇宙加速膨脹的神秘力量稱為暗能量。

根據規劃，用以研究暗能量的JDEM的主鏡面的口徑是1.3米，裏面只有一個儀器，由成像器與光譜儀構成。2010年，美國研究委員會10年巡天委員會將這個項目定為未來10年天文學的最高優先級項目。

2012年，NRO的工作人員突然打電話給NASA的一個負責人，説要贈送2塊2.4米的主鏡給NASA。前提是隻能用於空間項目之上。NRO如此慷慨的原因似乎是不想繼續為這兩塊鏡面付保管費，但實際上如果將這兩塊鏡面拿去賣，不僅照樣不用支付保管費，還可以賣個相當好的價錢。所以NRO送鏡面給NASA，頗有“寶劍贈英雄”的意味。

對於這個送上門的兩塊鏡面，NASA自然異常驚喜。經過研究討論，NASA決定將其中一塊鏡面安裝到JDEM 之上，替代原來計劃安裝的1.3米口徑的主鏡面。這個變更，使JDEM的採光能力變為此前預期的3.4倍，而且其成像品質可以與哈勃持平。

差不多同時期，JDEM項目的名稱被改為“寬場紅外巡天望遠鏡-天體物理導向望遠鏡資產”，英文縮寫為WFIRST-AFTA。2016年，WFIRST-AFTA被NASA正式立項。同年，項目名稱中的AFTA被省略，簡稱為WFIRST。

這一時期，WFIRST的項目負責人是著名的高能天體物理學家尼爾·格勒斯（Neil Gehrels，1952-2017），他曾經主持NASA的多個非常重要的空間望遠鏡項目——康普頓伽瑪射線天文台（CGRO）、雨燕（Swift）衞星等，具有非常豐富的空間望遠鏡項目管理的經驗。2017年，格勒斯因胰腺癌病逝，傑弗雷·克魯克（Jeffrey Kruk）成為WFIRST項目負責人。

2020年5月20日，NASA宣佈將WFIRST改名為“羅曼空間望遠鏡”（“羅曼”）。

羅曼的主鏡面是當年為鎖眼-11號衞星定製的。它本來被預期用於觀測地面目標，因此焦距比哈勃主鏡的焦距短得多。因此，它也比哈勃的主鏡面磨得深得多。我們可以這麼直觀理解：羅曼的主鏡面磨得像碗那麼深，而哈勃的主鏡面磨得比碟子還要淺。與之相應的，羅曼的視野比哈勃的視野大得多：哈勃上的相機要拍攝一兩百次才可以拍完的天區，羅曼上的相機一次就可以拍完。

因為焦距短，裝載羅曼的飛船也比裝載哈勃的飛船短得多，因此羅曼被人們戲稱為“矮壯版哈勃”。在橫截面幾乎一樣時，飛船短得多也就意味着輕得多：羅曼在升空時的質量是4.166噸，而哈勃升空時的質量是11.11噸，接近羅曼望遠鏡質量的3倍。羅曼的飛船由哈里斯（Harris）公司製造，這個公司在2015年與製造出羅曼主鏡面的埃克斯利斯公司合併。

羅曼的兩大設備：寬場設備與星冕儀

望遠鏡的主鏡面只負責採集光線，要進行科學研究，還需要使用各種儀器來接收主鏡面蒐集到的光，比如各種濾光片與光譜儀。與羅曼望遠鏡的主鏡面配合的儀器有兩個。第一個儀器是寬場設備，第二個儀器是星冕儀。

羅曼的結構圖，其中右側淡黃色箭頭所指為寬場設備的結構圖，左側白色箭頭所指為星冕儀 | 來源：Neil Gehrels, Kevin Grady

寬場設備是羅曼上面用來進行大範圍（“寬場”）觀測的設備。它由兩套部件構成。其中，第一套部件是一個照相機與配套的7個濾光片。其中，照相機由18個CCD探測器拼接而成，總像素達到2.88億。7種濾光片的觀測波長的範圍從480納米到2000納米，可以觀測綠、黃、紅光與紅外線。

寬場設備的第二套部件是兩個光譜儀，用來觀測天體的光譜。光譜儀將天體發出的光分解為多種顏色，彷彿彩虹——這就是光譜，用來分解光、得到光譜的儀器就是光譜儀。這兩個光譜儀分別是稜鏡光譜儀與稜柵光譜儀。稜鏡光譜儀的分光工具是一個稜鏡，稜柵光譜儀的分光部件是一個稜柵——將稜鏡的一側刻出大量條紋、使其成為“光柵”，即為稜柵。羅曼上面的稜鏡光譜儀觀測的波長範圍從600到1800納米，對應紅色到近紅外線範圍；稜柵光譜儀觀測的波長範圍從1000到1930納米，在近紅外線範圍。

羅曼上面的寬場設備的結構圖，其長、寬、高分別是2.75米、1.85米與1.29米 | 來源：Neil Gehrels, Kevin Grady

寬場設備的照相機單次觀測範圍是0.281平方度，相當於滿月在天空中佔據的大小，是哈勃的第三代寬場照相機（WFC3）的紅外通道單次觀測範圍的約200倍，是哈勃的高級巡天照相機（ACS）單次觀測範圍的約100倍。

羅曼的視場與哈勃以及韋伯上面的相機的視場的對比。圖中共有18個白色邊框區域，對應羅曼的18個CCD探測器的視場，圖下方從左到右分別是哈勃的ACS、哈勃的WFC3與韋伯的NIRCAM的視場大小。 | 來源：Wide-Field InfraRed Survey Telescope- Astrophysics Focused Telescope Assets WFIRST-AFTA 2015 Report by the Science Definition Team (SDT) and WFIRST Study Office

因此，羅曼非常適合用來對宇宙進行掃描式觀測。根據設計，它每5天就可以重新掃描到天空中幾十平方度內的任意目標。幾十平方度是滿月區域的上百倍，是哈勃單次拍攝區域的上萬倍。

羅曼的單次拍攝範圍是哈勃上面的照相機的100-200倍，但拍出照片的品質卻與哈勃不相上下，因此有人直接稱呼羅曼為“100個哈勃”。它進行2200平方度的大範圍巡天時，極限星等可以達到27等；進行3平方度的小範圍深場巡天的極限星等為29等。在曝光1小時的情況下，7個濾光片的觀測極限星等都可以達到28等左右。

為便於直觀體會這些數字，我們以人的肉眼可以觀測到的最暗的星（6.5等）來對比。28等的亮度是6.5等星亮度的4億分之1，29等的亮度是6.5等星亮度的10億分之1。

哈勃觀測的極限星等是30等，是6.5等星亮度的25億之1。如果增加相機曝光時間，羅曼望遠鏡也可以觀測30等的光源。比如，寬場設備對超新星進行深度成像時，Z、Y、J、H、F濾光片可以分別觀測到28.7、29.5、29.4、29.6與29.7等，都接近或約等於30等。

羅曼的第二個設備是星冕儀。我們知道，太陽的外圍有一層帽子狀的高温氣體，它像帽子一樣，因此被稱為“日冕”。如果不借助儀器，天文學家只能在日全食時才可以看到日冕。為了可以在平時可以觀測到日冕，天文學家發明了一種儀器，它可以遮住太陽發出的光，但不遮住日冕發出的光，從而造成日全食一樣的效果。這就是日冕儀。為了觀測一些明亮的恆星附近的行星與其他暗淡天體，天文學家發明了類似儀器，用以遮擋恆星發出的光，這就是星冕儀。

羅曼上面的星冕儀也由照相機與光譜儀構成。星冕儀擋住恆星發出的光之後，照相機用來直接拍攝恆星附近的行星與物質盤的圖像，光譜儀用來獲取這些目標的光譜。

星冕儀上面的照相機視野的邊長只有9角秒，光譜儀的視野的邊長只有2.2角秒。對應的天區的面積分別隻有寬場設備觀測面積的1/4500與1/750000，都比寬場設備的視場小得多，適合用來進行固定目標的後續觀測，而不能用以巡天。

羅曼上面的星冕儀的結構圖 | 來源：Neil Gehrels, Kevin Grady

如果用星冕儀遮擋住恆星發出的強光，只捕獲恆星周圍的行星反射出的微弱光芒，就是“直接成像法”，它是探測除了太陽之外的恆星周圍的行星——系外行星——的重要方法之一。

羅曼的星冕儀具有高對比度的優勢。雖然它的主鏡面只有2.4米，但它的對比度卻是未來建成使用的30米與40米口徑的地面超大型光學望遠鏡的10倍左右。因此，羅曼可研究的最暗的行星比後者的探測極限暗20到100倍。而且，它的視場雖然比羅曼上面的寬場設備的視場小得多，但還是比30-40米級地面望遠鏡的視場大得多。

羅曼探測系外行星的淵源恰好可以追溯到南希·羅曼本人。1959年，南希·羅曼就在論文中建議用望遠鏡上的配備的星冕儀來遮擋恆星光芒，直接拍攝系外行星。她還於上世紀80年代早期提出：空間望遠鏡可以用天體測量學的方法探測到木星大小的系外行星。這兩個構想後來都被哈勃實現了。南希·羅曼很可能是第一個提出用空間望遠鏡觀測系外行星的人。

羅曼的科學目標

羅曼上面的寬場設備與星冕儀的科學目標幾乎完全不同，只有極少一部分的交叉。

寬場設備的科學目標主要有：

○ 探測宇宙中各種距離上爆發的Ia型超新星，在其任務週期內，羅曼可以探測到約2700顆各種距離上的Ia型超新星，最遠達到156億光年，它們發出的光穿行98億年才到達地球。

根據這些不同距離處Ia型超新星的距離，天文學家可以計算出宇宙的膨脹速度，得到宇宙的膨脹歷史。

結合羅曼發現的Ia型超新星得到的結果與重子聲波振盪等方法得到的結果，天文學家還可以確定出幾個重要的宇宙學參數，更好地限制暗能量的性質，確定宇宙的彎曲程度。

○ 觀測大量星系與類星體。由於其極高掃描效率與極強的採光能力，羅曼在其任務期間將拍攝到幾十億個星系，其中有4億個星系會被確定形狀，2千萬個星系會被採集到光譜。

特別是，羅曼將大批量發現宇宙年齡小於8億年甚至小於5億年時的星系。此前哈勃的多個“深場”項目已經發現一些年輕宇宙中的星系。羅曼的視野比哈勃上的相機至少大100倍左右，因此可以發現的年輕宇宙中的星系的數目是當前已知的上百倍。

對不同時期的星系的研究，將幫助人們進一步理解星系的演化規律。

○ 觀測大量星系團。星系團由大量星系聚集而成。羅曼可以探測到大約4萬個大質量的星系團，得到這些星系團的大尺度分佈特徵。

天文學家根據羅曼獲得的星系團與星系的數據，研究瀰漫在星系與星系團內部的暗物質的分佈特徵以及相關的“引力透鏡”現象，進而確定出宇宙的大範圍結構及其演化規律。

○ 觀測各類“暫現源”。所謂的暫現源，就是亮度快速變化的源，如恆星或白矮星爆炸導致的超新星、中子星與中子星/黑洞併合後產生的千新星，等等。通過研究這些重要的暫現源，人們可以深入瞭解恆星的演化規律。

○ 觀測銀河系與近距離星系內的恆星、恆星遺蹟與褐矮星。

哈勃 CANDELS 項目觀測到的超新星之一，將來羅曼也將發現更多各種類型超新星 | 來源：NASA/ESA, HST

○ 利用“微引力透鏡”現象探測2平方度天區內的系外行星。這個區域的大小大約是滿月的7倍。

微引力透鏡發現系外行星的原理是：恆星的引力會放大更遠處恆星的亮度，而伴隨恆星的行星對星光的亮度的放大作用會進一步放大星光亮度。

當充當“透鏡”的恆星經過望遠鏡與遠處恆星的連線時，透鏡恆星使遠處星光的亮度持續變化，形成一條寬的亮度演化曲線，緊接着經過連線的行星會在遠處星光的曲線上疊加一個尖峯。根據尖峯的亮度，可計算出行星的質量。

利用微引力透鏡探測系外行星的原理，圖中黃色代表遠處恆星，中間白色圓為“透鏡恆星”，灰色圓為跟隨者透鏡恆星的行星。透鏡恆星經過遠處恆星與望遠鏡之間的連線的前後，遠處星光的亮度變化形成一個寬峯；恆星帶着的行星經過連線前後，使遠處星光的亮度變化多出一個尖峯，這個尖峯可以用來判斷系外行星的存在並計算出它的質量| 來源：Paul Hertz, WFIRST-AFTA Science Definition Team Final Report

○ 觀測太陽系內天體，如矮行星、彗星、小行星。

星冕儀的科學目標有：

○ 用直接成像法觀測至少幾十顆系外行星。使用星冕儀觀測到的數據，天文學家可以研究這幾十顆行星的大氣的温度、雲層中的鈉與鉀的譜線特徵，確定出這些元素的含量、行星的重力與質量。

帕洛瑪（Palomar）天文台的508釐米口徑的海爾（Hale）望遠鏡用直接成像法拍出的圍繞恆星HR 8799運轉的3個系外行星的像。恆星發出的光已經被星冕儀遮擋，用綠色叉表示 | 來源：NASA/JPL-Caltech/Palomar Observatory

在觀測系外行星方面，羅曼的能力比哈勃強大得多，並可以與已經退役的系外行星獵手開普勒（Kepler）望遠鏡與正在服役的凌星系外行星巡天衞星（TESS）獲得的系外行星的數據互補。

我們可以發現，寬場設備與星冕儀在系外行星領域產生了交叉。據估計，在羅曼執行任務期間，它可以發現大約2600顆系外行星，其中有370個系外行星的質量約等於或小於地球的質量。

在上面的基礎上，天文學家可以篩選出那些位於允許液態水存在並可能發展出生命的區域（“宜居帶”）的系外行星。這對於搜尋外星生命具有重要意義。

與哈勃、韋伯相比，羅曼優勢何在？

哈勃在過去30年拍下了大量震撼人心的美圖，但卻很少拍攝近距離的星系的全景，這是因為近距離星系在天空中的視角遠大於哈勃上的儀器的視角，需要多次逐塊拍攝才可以拼接出全景圖。

我們在上面已經簡單對比了羅曼與哈勃的視場大小。這裏不妨用幾個非常重要的項目來進一步比較它們在掃描宇宙時的效率。

我們先看看它們在拍攝仙女座星系（M31）時的效率。“全色哈勃仙女座星系珍寶”（PHAT）項目組曾用哈勃拍攝仙女座星系的星系盤區域的三分之一。為完成這個目標，項目組用哈勃逐塊拍攝了大量照片，最後拼接了432個採集區域，得到一個大範圍的照片。

圖中鋸齒狀邊緣圍住的區域由哈勃望遠鏡拍攝的432的採集區域拼接得到，整個M31的照片為R. Gendler用地面望遠鏡所拍攝 | 來源：Credit: NASA, ESA, J. Dalcanton, B. F. Williams, L. C. Johnson, the PHAT team, and R. Gendler

如果使用羅曼的寬場相機拍攝仙女座星系，只需要2個採集區域就可以覆蓋哈勃望遠鏡PHAT項目432個採集區拼接後覆蓋的區域，其觀測效率更是達到哈勃的1475倍。

哈勃PHAT項目拍攝的區域需要拼接哈勃WFC3紅外通道拍攝的432片區域，但羅曼望遠鏡只需要拼接其拍攝到的2塊區域就可以覆蓋 | 來源：https://roman.gsfc.nasa.gov/about.html

與哈勃執行的其他著名的珍寶級別（Treasury-scale）項目相比，在保證一樣觀測品質的前提下，羅曼的效率也非常驚人。比如，它比COSMOS 項目快125倍，比CANDELS-Wide項目快1050倍，比3D哈勃項目快730倍，比FIGS項目快750倍。

比起哈勃，羅曼望遠鏡也有一塊短板：它的寬場照相機只拍攝部分可見光與紅外光，而不能拍攝紫外線與藍紫光。不過，一定距離之外的天體發出的紫外線與藍紫光在向地球傳播的過程中會被拉長為綠、黃、紅與紅外線。因此，羅曼可以觀測遠處的天體發出的部分紫外線與藍紫光，以及所有距離的天體發出的綠、黃、紅光與紅外線，但無法觀測近距離天體發出的藍紫光與紫外線。

作為對比，哈勃從一開始就可以觀測任何近距離的天體發出的紫外線、可見光與直到850納米的近紅外線；經過幾次升級後的，過去十幾年來哈勃可以觀測的光的波長延展到2000多納米。

羅曼與哈勃、韋伯相比，各有優勢。

韋伯的主鏡是口徑為6.5米的拼接式鏡面，比口徑為2.4米的哈勃的主鏡大得多，目的是看得比哈勃更遠。更遠的物體發出的光被拉得更長，為了觀測到它們發出的可見光——它們在到達地球上時已經被拉到中紅外，韋伯的觀測波長範圍延展到28300納米，比只能觀測到近紅外的哈勃和羅曼的波長範圍大得多。

在NASA的戈達德飛行中心裝配的韋伯的主鏡面，注意地面上的工作人員，他們可以反襯出韋伯的巨大尺寸 | 來源：NASA Goddard Space Flight Center

羅曼的主鏡是口徑為2.4米的單塊鏡面，與哈勃主鏡一樣大，但其“視野”卻分別大約是哈勃上的兩個照相機的200倍或100倍，它的目的是比哈勃看得更廣。

韋伯望遠鏡上的近紅外照相機（NIRCAM）的視場與哈勃差不多，因此也遠小於羅曼的寬場設備的視場。因為這個原因，羅曼的紅外巡天觀測能力是無可替代的，它可以為韋伯尋找出非常有價值的目標，讓韋伯進行後續觀測，因此是韋伯的重要合作伙伴。

南希·羅曼誕辰百年時，望遠鏡可以順利升空嗎？

羅曼望遠鏡當前的預算是39億美元，雖然小於韋伯的100億美元預算，但依然是一個天文數字。考慮到此後各種原因導致的預算增加，即使羅曼可以工作10年，它每年也要消耗至少3.9億美元，相當於每天至少107萬美元，每小時至少4.5萬美元。也因為費用高昂，當時還是被叫做WFIRST的羅曼差點於2018年被取消，最後有驚無險地躲過一劫。

如果沒有意外，羅曼將在2025年被髮射升空，那一年恰好是南希·羅曼誕辰100週年。

被選來發射羅曼的火箭是德爾塔-4重型（Delta IV Heavy，“三角洲”-4重型）火箭，這是當今世界上推力第二大的火箭，僅次於獵鷹9號重型火箭。這款火箭耗資巨大，每發射一次的費用超過4億美元。它從2004年開始執行發射任務，從2011年開始發射NRO的鎖眼-11號衞星。NASA的獵户座飛船（無人模式）與帕克太陽探測器也由這款火箭發射升空。至今為止，這款火箭共發射過11次，除首次發射“部分失敗”——未將衞星送入足夠高的軌道——之外，後面10次發射都獲得成功。

2013年8月23日，在范登堡空軍基地起飛的德爾塔-4重型火箭，裏面搭載着NRO的偵查衞星鎖眼-11系列的第16顆衞星 | 來源：U.S. Air Force/Joe Davila

與位於500多千米高度的軌道的哈勃不同，羅曼與地球的距離大約為150萬千米，比哈勃遠得多。確切説，它位於太陽-地球系統的“外拉格朗日點”L2，並在這個點繞着一個特殊軌道搖擺。這個區域有眾多正在運行與已經結束任務的航天器，預定於2021年發射的韋伯也位於這個區域。

在這個區域，羅曼在太陽引力與地球引力的共同作用下，跟隨地球圍繞太陽轉。因為距離地球如此遙遠，即使是在航天飛機時代，也無法像維修哈勃那樣派宇航員到那裏維修它。

與其他紅外望遠鏡一樣，羅曼的壽命取決於攜帶的製冷劑的消耗速度。製冷劑降低整個望遠鏡的温度，儘量減少其自身發出的紅外線，降低自身的紅外線“噪聲”對望遠鏡觀測的干擾。按照計劃，羅曼到達指定區域之後，將會運行5年。如果情況良好，可能還會延長5年壽命。

我們期望“100個哈勃”——羅曼——可以在2025年如期升空運行，為人類帶來更多絕美的太空圖，也幫助人類破解宇宙中的萬物與宇宙自身的更多奧秘。