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-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。
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。
两块“落伍”的镜面静静躺在无尘室时，一个会在将来与它们中的一块发生密切关联的空间望远镜项目启动了——联合暗能量任务（Joint Dark Energy Mission），缩写为JDEM。这个项目由NASA与美国能源部（DOE）联合出资开发，用以探测神秘的“暗能量”。
根据规划，用以研究暗能量的JDEM的主镜面的口径是1.3米，里面只有一个仪器，由成像器与光谱仪构成。2010年，美国研究委员会10年巡天委员会将这个项目定为未来10年天文学的最高优先级项目。
2012年，NRO的工作人员突然打电话给NASA的一个负责人，说要赠送2块2.4米的主镜给NASA，前提是只能用于空间项目之上。NRO如此慷慨的原因似乎是不想继续为这两块镜面付保管费，但实际上如果将这两块镜面拿去卖，不仅照样不用支付保管费，还可以卖个相当好的价钱。
对于这个送上门的两块镜面，NASA自然异常惊喜。经过研究讨论，NASA决定将其中一块镜面安装到JDEM之上，替代原来计划安装的1.3米口径的主镜面。这个变更，使JDEM的采光能力变为此前预期的3.4倍，而且其成像品质可以与哈勃持平。
差不多同时期，JDEM项目的名称被改为“宽场红外巡天望远镜-天体物理导向望远镜资产”，英文缩写为WFIRST-AFTA。2016年，WFIRST-AFTA被NASA正式立项。同年，项目名称中的AFTA被省略，简称为WFIRST。
这一时期，WFIRST的项目负责人是著名的高能天体物理学家尼尔·格勒斯（Neil Gehrels，1952-2017），他曾经主持NASA的多个非常重要的空间望远镜项目。2017年，格勒斯因胰腺癌病逝，杰弗里·克鲁克（Jeffrey Kruk）成为WFIRST项目负责人。
2020年5月20日，NASA宣布将WFIRST改名为“罗曼空间望远镜”（“罗曼”）。
罗曼的主镜面是当年为锁眼-11号卫星定制的。它本来被预期用于观测地面目标，因此焦距比哈勃主镜的焦距短得多。因此，它也比哈勃的主镜面磨得深得多。我们可以这么直观理解：罗曼的主镜面磨得像碗那么深，而哈勃的主镜面磨得比碟子还要浅。与之相应的，罗曼的视野比哈勃的视野大得多：哈勃上的相机要拍摄一两百次才可以拍完的天区，罗曼上的相机一次就可以拍完。
因为焦距短，装载罗曼的飞船也比装载哈勃的飞船短得多，因此罗曼被人们戏称为“矮壮版哈勃”。在横截面几乎一样时，飞船短得多也就意味着轻得多：罗曼在升空时的质量是4.166吨，而哈勃升空时的质量是11.11吨，接近罗曼望远镜质量的3倍。罗曼的飞船由哈里斯（Harris）公司制造，这个公司在2015年与制造出罗曼主镜面的埃克斯利斯公司合并。
罗曼的结构图，其中右侧淡黄色箭头所指为宽场设备的结构图，左侧白色箭头所指为星冕仪。罗曼的主镜面只负责采集光线，要进行科学研究，还需要使用各种仪器来接收主镜面搜集到的光，比如各种滤光片与光谱仪。与罗曼望远镜的主镜面配合的仪器有两个。第一个仪器是宽场设备，第二个仪器是星冕仪。
宽场设备是罗曼上面用来进行大范围（“宽场”）观测的设备。它由两套部件构成。其中，第一套部件是一个照相机与配套的7个滤光片。其中，照相机由18个CCD探测器拼接而成，总像素达到2.88亿。7种滤光片的观测波长的范围从480纳米到2000纳米，可以观测绿、黄、红光与红外线。
宽场设备的第二套部件是两个光谱仪，用来观测天体的光谱。光谱仪将天体发出的光分解为多种颜色，仿佛彩虹——这就是光谱，用来分解光、得到光谱的仪器就是光谱仪。罗曼上面的棱镜光谱仪观测的波长范围从600到1800纳米，对应红色到近红外线范围；棱栅光谱仪观测的波长范围从1000到1930纳米，在近红外线范围。
因此，罗曼非常适合用来对宇宙进行扫描式观测。根据设计，它每5天就可以重新扫描到天空中几十平方度内的任意目标。几十平方度是满月区域的上百倍，是哈勃单次拍摄区域的上万倍。
罗曼的单次拍摄范围是哈勃上面的照相机的100-200倍，但拍出照片的品质却与哈勃不相上下，因此有人直接称呼罗曼为“100个哈勃”。它进行2200平方度的大范围巡天时，极限星等可以达到27等；进行3平方度的小范围深场巡天的极限星等为29等。在曝光1小时的情况下，7个滤光片的观测极限星等都可以达到28等左右。
哈勃观测的极限星等是30等，是6.5等星亮度的25亿分之一。如果增加相机曝光时间，罗曼望远镜也可以观测30等的光源。
罗曼的第二个设备是星冕仪。为了可以在平时观测到日冕，天文学家发明了一种仪器，它可以遮住太阳发出的光，但不遮住日冕发出的光，从而造成日全食一样的效果。这就是日冕仪。为了观测一些明亮的恒星附近的行星与其他暗淡天体，天文学家发明了类似仪器，用以遮挡恒星发出的光，这就是星冕仪。
罗曼的星冕仪具有高对比度的优势。虽然它的主镜面只有2.4米，但它的对比度却是未来建成使用的30米与40米口径的地面超大型光学望远镜的10倍左右。因此，罗曼可研究的最暗的行星比后者的探测极限暗20到100倍。罗曼的科学目标包括探测宇宙中各种距离上爆发的Ia型超新星，观测大量星系与类星体，观测大量星系团，观测各类“暂现源”，以及利用“微引力透镜”现象探测系外行星等。
罗曼望远镜当前的预算是39亿美元，虽然小于韦伯的100亿美元预算，但依然是一个天文数字。考虑到此后各种原因导致的预算增加，即使罗曼可以工作10年，它每年也要消耗至少3.9亿美元，相当于每天至少107万美元，每小时至少4.5万美元。也因为费用高昂，当时还是被叫做WFIRST的罗曼差点于2018年被取消，最后有惊无险地躲过一劫。
如果没有意外，罗曼将在2025年被发射升空，那一年恰好是南希·罗曼诞辰100周年。与位于500多千米高度的轨道的哈勃不同，罗曼与地球的距离大约为150万千米，比哈勃远得多。确切说，它位于太阳-地球系统的“外拉格朗日点”L2，并在这个点绕着一个特殊轨道摇摆。这个区域有众多正在运行与已经结束任务的航天器，预定于2021年发射的韦伯也位于这个区域。
我们期望“100个哈勃”——罗曼——可以在2025年如期升空运行，为人类带来更多绝美的太空图，也帮助人类破解宇宙中的万物与宇宙自身的更多奥秘。