两面镜子，每面足够小，可以放在手掌中，将改变我们对宇宙的理解。美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的发射窗口即将打开。这台望远镜的主要仪器将在几乎所有的天体物理学领域提供信息，而望远镜内部还有一个专门的日冕仪，这是一种实验装置，旨在首次直接捕捉反射在行星表面上的星光。这是一个雄心勃勃的项目，美国宇航局希望它能为将来能够提供对类地行星的观测的太空望远镜铺平道路。这是超出当前工程技术能力的壮举，因此在罗曼上试验基本技术。 “我们将在太空中首次测试它们，我们将了解还有多少工作需要完成，”美国宇航局喷气推进实验室的天体物理学家和日冕仪的仪器科学家范妮莎·贝利（Vanessa Bailey）说。 日冕仪的核心只是一个科学化的防晒罩，能够遮挡明亮恒星的光线，揭示否则在耀眼光芒中消失的微弱物体。这种仪器之前曾在太空中飞行过，哈勃和詹姆斯·韦布太空望远镜都配备了日冕仪。但罗曼的日冕仪在技术上远超前任，主要得益于一种称为自适应光学的技术，它通过改变望远镜镜子的形状来抵消光线扭曲。然而，它仍然面临着巨大的挑战：美国宇航局将罗曼的日冕仪的任务比作在全国范围内，拍摄一个停在强光灯旁的萤火虫。“任何一点星光进入错误的位置都可能毁掉图像的整个部分，”加利福尼亚州SETI研究所的系外行星科学家玛格丽特·特恩布尔（Margaret Turnbull）说道，她领导着一个罗曼日冕仪科学团队。这项技术在包括智利的甚大望远镜和夏威夷的双子望远镜在内的先进地面望远镜上是标准配置。在这里，自适应光学监测厚重、变化的地球大气层对星光的干扰，使天文台能够捕捉更清晰的图像。太空望远镜以往并不需要自适应光学，正是由于其超越了大气层的干扰，但它们从未尝试过寻找仅通过反射星光照亮的古老、寒冷的行星。对于罗曼来说，成功的关键在于这两面手掌大小的镜子，每面配备约2300个微小的执行器，当施加小电流时会扩展，微小地改变镜子的形状以逆转干扰。这是该机构首次在太空中飞行主动可变形镜。但镜子单独无法发挥多大作用。该系统需要超灵敏探测器来放大来自单个光子的信号，考虑到仪器从任何给定行星捕捉到的光子极少，这是必需的。接下来是任何日冕仪的核心，星光遮挡物——在罗曼的情况下，一组精致详细的面具，加州大学天文台的布鲁斯·麦金托什（Bruce Macintosh）称其为“美丽而复杂的形状”，与当前太空中的任何东西都不一样。“哈勃的只是一种完全粗暴的力量，实际上只是挡住恒星的小块金属，”他说。在罗曼日冕仪的操作期间，工程师将收集大量测试数据，以评估它在太空中的工作效果，以及在类似技术再次飞行之前需要解决的任何问题。科学家将通过观察几个已知的系外行星来测试日冕仪。“如果我们经历整个过程而没有看到它们，那么我们就知道日冕仪出了问题，因为这些行星存在，”特恩布尔说。该仪器还将针对几颗被尘埃或碎片云团包围的恒星，收集观察结果，这些观察结果可能揭示科学家尚不能探测的行星所造成的间隙，并为科学家提供一个全新的视角，了解我们太阳系的杂乱程度。罗曼日冕仪的一切都将为未来追寻更小行星的望远镜提供参考，包括美国宇航局希望在2040年代发射的适宜世界天文台，那将需要一个效果提高100倍的日冕仪；一个配备自适应光学、敏感度几乎与罗曼相当的日冕仪也计划在前谷歌首席执行官埃里克·施密特的研究机构于1月宣布的蓝宝石太空天文台上飞行。尽管观察外星世界是最令人兴奋的应用，但日冕仪将来可能会向天文学家展示双星或躲藏在明亮类星体附近的天体。罗曼是走向这一未来的第一步，沿途可能向科学家展示的奇观也可以支持这一未来，马里兰州NASA戈达德航天飞行中心的天体物理学家朱莉·麦克恩瑞（Julie McEnery）说。