在哈勃空间望远镜的继任者中，以被誉为“哈勃之母”的天文学家南希·罗曼命名的望远镜——罗曼望远镜——是最重要两个之一。它的主镜面的直径与哈勃相同，但它的视野是哈勃的第三代宽场照相机（WFC3）的红外拍摄模式的视野的大约200倍，是哈勃的高级巡天照相机（ACS）视野的大约100倍，并且成像质量不逊色于哈勃，因此被称为“100个哈勃”。它有什么“黑科技”，又有什么样的科学目标？本文带你走进罗曼空间望远镜的前世今生，领略它的强大
如果要评出当今世界上最著名、最有影响力的天文望远镜，那一定是美国国家航空航天局（NASA）与欧洲航天局（ESA）拥有的哈勃空间望远镜（简称“哈勃”）。在过去30年的时间里，哈勃获得了海量的珍贵数据与美图，重塑了过去30年人类对宇宙万物与宇宙自身的认知。
但NASA并不满足于哈勃获得的成就。为了进一步破解宇宙万物的奥秘，NASA规划了多个未来的空间望远镜，其中与哈勃同类的主要有詹姆斯·韦伯（James Webb）空间望远镜（简称“韦伯”）与南希·格蕾斯·罗曼（Nancy Grace Roman）空间望远镜（简称“罗曼”）。
罗曼的艺术想象图 ｜ 来源：Neil Gehrels， Kevin Grady
在之前的文章（参见《哈勃望远镜之母：空间天文学领域的“灭绝师太”》）中，我们介绍了“哈勃之母”南希·格蕾斯·罗曼（Nancy Grace Roman，1925－2018）的生平与成就。在这篇文章中，我们将介绍以她来命名的空间望远镜的前世今生，它上面的仪器、它的科学目标与其他一些重要信息。
罗曼的前世：锁眼－11号卫星的黑科技
罗曼的故事要从锁眼－11号（KH－11）卫星说起。
锁眼系列卫星是美国侦察局（NRO）研制的侦查卫星，其功能就是拍摄地面上的军事目标，因此它们本质上是空间望远镜，只是它们是在太空中对着地面拍照，而不是对着星空拍照。
锁眼系列卫星的每一代都有多个同款卫星。在这个系列中，1976年12月19日由大力神III－D（Titan III－D）火箭送上太空的第一颗锁眼－11号卫星具有重要的转折意义：它是世界上最早采用电荷耦合器件（CCD）替代传统底片并用无线电信号传输数据到地面的航天器。
锁眼－11号结构的艺术想象图，图中分别标出了推进器（Thruster）、航天电子设备（Avionics）、高分辨率相机（High－Resolution Camera）、中继天线（Relay Antenna）、燃料箱（Fuel Tank）、主镜面（Primary Mirror）与副镜（Secondary Mirror） ｜ 来源：Trendsbuzz．com
这个模式直接影响了此后哈勃的设计：设计专家们一度想让哈勃带一个底片箱升空，用完底片后让宇航员上去更换——如果是这样，现在哈勃的海量精美照片是别指望了。锁眼－11号改变了这一切。锁眼－11号卫星成功使用CCD拍照与无线电数据传输模式后，加州理工学院的科学家与工程师在设计“宽场与行星照相机（WFPC）”时也采用了CCD成像模式与无线传输模式。
1993年，由航天飞机送上太空的宇航员在太空中取出哈勃上面的WFPC ｜ 来源：NASA
锁眼－11号卫星的主镜面的口径是2．4米，与哈勃主镜面的口径一样。这绝不是巧合。
当年NASA设想的大型空间望远镜（即后来的哈勃）的口径为3米，后来因为预算太高而被卡了。为降低预算，NASA经过评估，最后决定将望远镜的口径减小到2．4米。
为什么要降低到2．4米？因为锁眼－11号的主镜面口径是2．4米，容纳这个主镜面的飞船系统是由洛克希德（Lockheed）公司根据这个尺寸定制。如果哈勃采用2．4米的主镜面，洛克希德公司就可以直接制造容纳这么大的镜面的飞船。如果用其他尺寸，洛克希德就要重新设计不同尺寸的飞船后再制造，而这将推高预算。这使得哈勃的主镜面口径最终被定为2．4米。
此前网上有人说哈勃的主镜面是当年锁眼－11号不用的主镜面，这是错误的说法。哈勃的主镜面是由柏尔金－埃尔默（Perkin－Elmer）公司磨制的，而锁眼－11号的主镜面由埃克斯利斯（Exelis）公司制造。此外，锁眼卫星的镜面磨得深，而哈勃的镜面磨得浅得多。
尽管主镜面来源不同，但哈勃太空船系统、CCD拍照、无线电数据传输模式（包括数据中继卫星的使用）甚至总重量都与锁眼－11号高度相似。
2009年，维修之后被重新放回太空的哈勃 ｜ 来源：NASA
随着技术的发展，NRO发展出更强更大的主镜面，有两个2．4米的主镜面还没被使用就被判定为“落伍”，然后就被搁在无尘室内，每个月消耗10万美元的保管费。作为对比，当年哈勃放在无尘室时每月消耗600万美元的保管费。
