美国太空总署（NASA；美国国家航空暨太空总署／美国宇航局）的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）8月30日从佛罗里达州肯尼迪太空中心（Kennedy Space Center）发射升空。

这台望远镜以美国太空总署首位女性主管兼首任首席天文学家命名。科学家希望，它能发现新的行星、揭示星系如何演化，并有助解答天体物理学中的根本问题，包括暗物质和暗能量。

该任务高级项目科学家朱莉·麦克纳里博士（Dr Julie McEnery）向BBC表示：“我们将对其他恒星周围的行星进行最大规模的普查，而且⋯⋯我们将利用罗曼望远镜上的精密仪器，研究宇宙中的一切，包括所有星系、恒星，以及各种不寻常的天体。”

50万台电视

与哈勃（Hubble）和詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜聚焦于个别天体不同，罗曼望远镜将扫描大范围天空，观测庞大数量的星系、恒星和行星。

英国萨里大学（University of Surrey）天体物理学家诺埃莉亚·诺埃尔博士（Dr Noelia Noël）表示，“它提供了类似哈勃的视野，但规模如同全景图”，而且“单次观测涵盖的天空范围至少增加100倍”。

这台望远镜的2.4米主镜有着不寻常的来历。它于2012年由美国负责间谍卫星事务的国家侦察局（National Reconnaissance Office, NRO）捐赠。

诺埃尔表示：“我觉得这非常美妙。原本用来俯视地球的技术，如今被改造成能够凝视数十亿光年外宇宙的望远镜。”

麦克纳里表示，这面镜子为了新的用途进行了大幅改造，但这项捐赠让美国太空总署得以使用比原先计划更大的镜面，“使你能看到更暗淡的天体”，并且“获得更清晰的视野”。

罗曼望远镜的核心是一台强大的3亿像素红外线相机，称为广域仪器（Wide Field Instrument），将拍摄极为庞大的影像。

麦克纳里表示，仅在一个月内，这台望远镜就能发现银河系中超过200亿颗恒星，“这将成为有史以来最大的天体目录”。而它的运作时间远不止一个月。

预计它还会发现环绕这些恒星运行的新系外行星。

她预测：“我们目前已知其他恒星周围的行星略多于6,000颗。我们将把这个数字提高到超过10万颗。”

在其最大规模的巡天观测中，这台望远镜将在不足一年半的时间内覆盖约12%的天空。若将整幅影像完整展示，将需要超过50万台4K电视。

但罗曼望远镜的设计目标并非取代前辈，而是与它们协同运作。

诺埃尔表示：“詹姆斯·韦伯看得更深，但覆盖范围较小。如果罗曼发现非常有趣的事物，你就可以把詹姆斯·韦伯对准那个方向，更详细地研究那个天体或该片天空区域。”

宇宙的阴暗面

除了恒星和行星，罗曼望远镜还将扫描数以亿计的星系。麦克纳里表示，这将“帮助我们了解我们宇宙的基本本质”。

这将有助天文学家解开现代天文学两大最大谜团：暗物质和暗能量。

根据美国太空总署资料，暗物质是一种将宇宙维系在一起的无形黏合剂，约占宇宙总量的27%。

我们知道它存在，是因为科学家能观察到其引力效应。它会使后方星系发出的光线产生弯曲，进而扭曲星系形状。

这种现象称为弱重力透镜效应（weak gravitational lensing），可用来绘制暗物质随时间演变的分布图，因为来自遥远星系的光线需穿越漫长时空才抵达我们。

透过这幅三维（3D）地图，科学家希望更深入了解自大爆炸以来星系及其他宇宙结构如何演化，以及暗物质究竟由什么构成。

另一方面，暗能量约占宇宙总量的70%。麦克纳里表示，它“倾向于把各种事物推开”。

科学家认为暗能量与引力相抗衡，并导致宇宙以加速方式膨胀。

但近期一些具有争议性的观测结果，对暗能量是否保持恒定提出疑问。这可能影响宇宙最终命运。例如，如果暗能量会随时间减弱，引力或许最终会占上风，令万物向内塌缩。

诺埃尔表示：“罗曼望远镜在这样令人振奋的时刻到来，”因为它将提供更精确的测量数据，有助平息这些争论。

其中一项测量将聚焦于称为“Ia型超新星”（Type Ia supernovas）的爆炸恒星。麦克纳里表示，这类超新星每次爆发时亮度都相同。

她解释说：“如果我们能测量它看起来有多亮，就能精确判定这个天体距离我们有多远，并利用这些资料测量宇宙膨胀的历史。”

“我们有一个非常出色的宇宙运作模型⋯⋯但近年来，随着测量越来越精确，人们越来越清楚地意识到，这个模型并不完全正确。”

麦克纳里估计，罗曼望远镜最快可能在两年内开始为这些根本问题带来更多答案。

“哈勃之母”

诺埃尔认为，这台全新的超强望远镜以南希·格雷斯·罗曼博士（Dr Nancy Grace Roman）的名字命名，“再合适不过”。

罗曼于1925年出生于田纳西州，从小就对天文学产生兴趣。

但她因性别而一再遭遇障碍。在芝加哥大学（University of Chicago）期间，她很清楚自己不太可能获得终身教职，因此选择离开。

罗曼于2016年曾表示：“很多人告诉我，女性不可能成为天文学家。我很高兴自己没有理会他们。”

最终，她在1950年代美国太空总署创立初期主动申请加入，并在推动哈勃太空望远镜成为现实的过程中发挥关键作用。因此她获得了“哈勃之母”（Mother of Hubble）的称号。

麦克纳里表示：“我认为，如果没有她数十年前的远见，美国太空总署许多最具雄心的任务今天都不会出现。”

对诺埃尔而言，以罗曼命名这台望远镜，也使这项任务与一段更悠久的历史产生连结，那就是许多女性的工作共同塑造了现代天文学。

她特别提到19世纪末在哈佛天文台（Harvard Observatory）工作的女性，其中包括亨丽埃塔·利维特（Henrietta Leavitt）。利维特对恒星的研究，为一种全新的宇宙距离测量方法奠定基础。

诺埃尔说：“我认为这很圆满。如今，我们终于以某种方式，将应有的肯定给予一位追随亨丽埃塔·利维特脚步前进的女性。”

本文原以英文撰写，我们使用了人工智能协助翻译，并由BBC记者在发布前进行审核。了解更多关于我们如何使用人工智能的资讯。

在现代战争中，环绕地球运行的人造卫星几乎未曾受到波及；但到了21世纪，太空或许已不再是安全的避风港。

2022年2月24日凌晨约3时，乌克兰及中欧数以千计的卫星数据机突然断线。数小时后，俄罗斯正式入侵乌克兰。

美国智库“战略与国际研究中心”（CSIS）航空航天安全项目主任卡丽·宾根（Kari Bingen）说：“俄乌战争打响的第一击，不是坦克驶进乌克兰，而是针对一套商业卫星系统发动网络攻击，后来被认定是俄罗斯政府所为。”

“他们为什么这样做？因为他们想削弱乌克兰军方和政府的通讯能力。”

现代战争的第一枪，可能不再是步枪或导弹，而是一行针对地球轨道卫星的恶意程式码。

冷战期间，美国与苏联在陆地、空中、海底互相对峙，同时亦在鲜为人知的太空展开角力。如今，太空轨道上的紧张局势再次升温，而且已公开展现在世人眼前。

这次的赌注十分庞大，因为全球价值6,260亿美元（约4,790亿英镑）的太空经济，都可能受到威胁。

今年2月初，有消息披露，自2022年俄罗斯入侵乌克兰以来，两枚俄罗斯卫星很可能已截取至少12枚欧洲卫星的通讯。这些拦截行动可能令俄罗斯情报部门读取卫星传送的敏感资料，甚至理论上有机会夺取卫星控制权。

过去数年间，地面望远镜和轨道摄影机多次发现两枚俄罗斯人造卫星“Luch-1”和“Luch-2”在轨道上作出多次可疑机动。

其中，它们曾多次逼近欧洲一些最重要、虽然已服役多年的地球同步轨道卫星，包括“Intelsat 39”。

这类卫星运行于距离地球极高的轨道，因此看起来仿佛一直悬停在地球表面同一位置上空。这样的轨道位置使它们成为通讯、导航及军事用途的理想平台，同时也令它们成为潜在敌对势力极具价值的攻击目标。

西方国家如今正制订应对方案，以防日后与俄罗斯等强权发生冲突时遭受类似攻击。

法国卫星追踪公司Aldoria高级轨道分析师诺伯特·普赞（Norbert Pouzin）表示：“当一枚卫星非常接近另一枚卫星时，就像一场心理战：究竟谁先动手？另一方又会如何回应？”

这种互相试探的行动，被形容为太空版的“缠斗”（dogfight），只是战场已由天空移到太空。

这些行动似乎是俄罗斯混合战策略向太空延伸的一部分。混合战包括利用非军事手段，例如干扰通讯系统，以削弱对手。

俄罗斯认为卫星是美国及其盟友的“阿基里斯之踵”，因为西方已高度依赖卫星运作。一旦成功干扰卫星，无论民用还是军事基础设施，都可能受到重大打击。

英国皇家联合军事研究所（RUSI）太空战专家朱莉安娜．苏斯（Juliana Suess）说：“无论是在太空还是在地面，俄罗斯一直都有这种行为。”

“我们不断看到他们测试界线，例如无人机闯入波兰领空，或俄罗斯卫星逼近其他通讯卫星，不论那些卫星属于西方政府还是商业公司。这种情况我们已经看了超过十年。”

自冷战以来，各国一直发展“反太空武器”，目的在于摧毁、干扰或削弱卫星及其他太空基础设施，以取得军事优势。

这些武器形式繁多，包括像上述攻击般的网络武器，也包括干扰及伪装卫星讯号，更有听起来充满科幻色彩的雷射武器及电磁脉冲（EMP）。

这些武器可由地面、空中，甚至由另一枚靠近目标的卫星发射，用来瘫痪或摧毁卫星。

此外，还有动能武器，例如由地面或空中发射的导弹，又或由另一艘太空飞行器射出的飞镖状弹体，同样足以摧毁卫星。

宾根表示：“针对卫星的网络攻击已经司空见惯；电子战，包括干扰和伪装讯号，在乌克兰战场极为普遍；中国亦在区内部署了大量干扰设备，配合部队使用。”

“伊朗也部署了干扰器。坦白说，现在甚至可以在eBay买到低功率GPS干扰器。”

一些国家更曾测试真正的太空武器，例如利用导弹击毁轨道上的卫星。

宾根指出，美苏早于冷战时期已开始发展这类技术，而中国2007年的反卫星导弹试验则改变了整个局势。当时，中国击毁一枚已退役的气象卫星，产生数千块太空碎片，预计其中不少将在轨道停留长达70年。

2008年，美国公开执行名为“焦霜行动”（Operation Burnt Frost）的任务。

宾根表示：“美国利用军舰发射的导弹防御拦截器，击落一枚发生故障的美国卫星。”她说，这项行动是出于安全考量。

其他国家也加入了太空武器竞赛。印度展示了利用导弹防御拦截器摧毁卫星的能力，与美国及中国相若。

宾根补充：“俄罗斯最近一次是在2021年11月，也就是入侵乌克兰前三个月。那是在向我们发出讯号？还是纯粹军方测试？”

普赞指出，美国官员曾推测，俄罗斯测试过某种“共轨武器”，即由卫星发射的某种子弹，而非发射另一枚卫星。不过，俄方否认有关指控。

动能武器造成的大量太空碎片，可在轨道停留多年，令人忧虑出现“凯斯勒效应”，即太空碎片互相碰撞，不断产生更多碎片。

苏斯认为，这种科技的测试背后可能有更黑暗的目的。

“他们（俄罗斯及中国）知道，我们正监视这些太空资产，也知道我们看得到它们逼近其他卫星。”

“所以，他们是在展示能力，令我们知道，没有任何领域是真正安全的，太空也不例外。”

宾根则说：“最大的问题永远是：他们究竟想做什么？是在向我们示威？测试技术、作战程序和战术？还是在收集情报，为真正动手那一天做准备？我们不知道。因此，我们只能按最坏情况作准备。”

至少，在俄乌战争爆发前，专家一直都在问这些问题。

太空核武

2022年，即入侵乌克兰前数周，俄罗斯发射“Cosmos 2553”卫星。

两年后，美国表示，这枚卫星可能属于俄罗斯研发太空核武计划的一部分。外界相信，这种武器可用来摧毁整个卫星网络，例如一直支援乌克兰抗俄的SpaceX“星链”（Starlink）系统。

俄罗斯否认有关指控。

事实上，把核武部署到太空并非天方夜谭。

1962年，美国曾在太空引爆核弹，测试是否会产生电磁脉冲。电磁脉冲可令电子设备失效、干扰无线电通讯，甚至形成人工辐射带，瘫痪卫星。

这项名为“Starfish Prime”的试验，确实产生远超预期的电磁脉冲，导致数枚卫星在其后数日及数月内失效。

其后，美苏都曾进行规模较小的相关试验。1964年，《部分禁止核试验条约》正式禁止在太空进行核试验。

苏斯表示：“根据目前掌握的资讯，现时轨道上并没有携带核武的卫星。”

“但要制造一枚，我相信任何拥有核能力的国家都做得到。”

那么，俄罗斯真的会部署吗？

即使真的建成，苏斯认为俄方真正使用的可能性仍然很低。

她指出，俄罗斯盟友中国如今对太空技术的依赖程度亦愈来愈高，几乎追上美国，“对俄罗斯而言，只有在最后关头才有可能动用。”

这类爆炸产生的碎片，甚至可能引发“凯斯勒效应”。苏斯解释，爆炸造成的辐射，或会意外令人类在数月甚至数年内无法进入太空。

未来的反太空武器又会如何发展？

普赞说：“我们知道，中国的太空计划正快速推进，新技术及新硬件的研发和测试速度都很快。”

他指出，从西方政府近年资助的研究可见，大量资金正投放于研发小型“守护者卫星”。

这类卫星可保护极具价值而又脆弱的重要卫星，亦可派往检查其他卫星。

日本、法国、印度及德国均已表示，计划建造或已开始建造这类“保镳卫星”。

宾根则指出：“任何拥有导弹、掌握基本轨道定位资讯，又知道卫星沿固定轨迹运行的国家，例如伊朗或朝鲜，都有能力发射导弹拦截卫星。”

不过，即使击落一枚甚至数枚像星链这样的大型卫星星座中的卫星，也未必足以瘫痪整个网络。

这并不代表核武器是唯一可行的选项。

另一个构想，是利用935个由无人机、气球或飞机搭载、同步运作的小型干扰器。中国一项研究指出，这些干扰器可组成一道电磁屏障，覆盖约相当于台湾面积的范围，足以阻断星链的讯号。

苏斯说：“太空强权因误判而引发危机的风险，只会愈来愈高。如果有卫星突然解体，而附近刚好有一枚可疑卫星，人们势必会问：这究竟是一次蓄意、恶意的干预，还是一场意外？”

我们使用了人工智慧协助翻译这篇文章，它的原文是英文。在发布之前，BBC记者检查了翻译的内容。

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