قد يعمل تلسكوب رومان لمدة لا تقل عن 22 عامًا

قد يمتلك تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي التابع لوكالة ناسا وقودًا كافيًا لإجراء أبحاث علمية لمدة لا تقل عن 22 عامًا، أي أكثر من ضعف العمر التشغيلي البالغ 10 سنوات الذي كان مخططًا له أصلًا للمرصد، وفقًا لتقرير نشره ساي تك ديلي.

وجاءت هذه التوقعات المحسّنة بعد أول تصحيح للمسار في منتصف الرحلة، والذي أُجري في 31 أغسطس. فقد وجد المهندسون أن المناورة استهلكت كمية من الوقود الدافع أقل بكثير مما كان متوقعًا، كما استفاد التلسكوب من وزن إطلاق أقل من المقدر في الميزانية ومن وقود إضافي حُمّل قبل المغادرة.

صُممت مهمة رومان الأساسية لتستمر خمس سنوات، مع إمكانية تمديدها خمس سنوات أخرى. ولذلك، بُنيت ميزانية الوقود على أساس عقد من العمليات. وبما أن الوقود الدافع هو المورد الاستهلاكي الرئيسي للمركبة الفضائية، فإن الوقود الذي يُوفَّر أثناء رحلتها يمكن استخدامه لاحقًا للحفاظ على المرصد وتمديد عمله العلمي.

مناورة أولى اقتصادية على نحو لافت

كان الهدف من تصحيح المسار في أغسطس تحسين مسار رومان نحو وجهتها. وكان مخططو المهمة قد خصصوا 441 رطلًا، أو 200 كيلوغرام، من الوقود الدافع لعملية الدفع. لكن المركبة الفضائية احتاجت إلى نحو 40 رطلًا فقط، أو 18 كيلوغرامًا.

قيّم المهندسون المناورة على أنها دقيقة بنسبة تزيد على 99%. وقد خفّضت هذه الدقة كمية أعمال التصحيح التي يُرجح أن تكون مطلوبة لاحقًا، ويُقدَّر أنها ستضيف نحو أربع سنوات إلى العمر التشغيلي المحتمل لرومان.

واعتمدت النتيجة على عمل عدة أجزاء من المهمة كما هو مخطط لها. فقد وضعت عملية إطلاق دقيقة نفذتها سبيس إكس المركبة الفضائية على مسار ملائم، فيما خططت فرق ناسا المعنية بالديناميكيات المدارية والعمليات للتصحيح ونفذته بدقة عالية. وقال جيمي دن، مدير مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في غرينبيلت بولاية ماريلاند، إن النتيجة المشتركة تركت لرومان وقودًا يكفي لما لا يقل عن 22 عامًا من العمليات العلمية المحتملة.

كما حسّنت عملية الدفع الأولى التوقعات الخاصة بالمناورة التالية. وبما أن رومان يتحرك بالفعل على مسار بالغ الدقة، فمن المفترض أن يكون تصحيح المسار الثاني أصغر حجمًا ويستخدم كمية قليلة نسبيًا من الوقود الدافع. وبناءً على ذلك، يستطيع الفريق تأجيل تلك المناورة إلى وقت لاحق من هذا الشهر.

لماذا حملت المركبة الفضائية وقودًا إضافيًا

حُسبت حصة رومان من الوقود على أساس كتلة إطلاق قصوى مفترضة تبلغ 21,605 أرطال، أو 9,800 كيلوغرام. لكن وزن المرصد عند الإطلاق بلغ في نهاية المطاف 17,760 رطلًا، أو 8,056 كيلوغرامًا.

وكان لهذا الفرق أثر من ناحيتين. فالمركبة الفضائية الأخف تحتاج إلى كمية أقل من الوقود الدافع لتغيير مسارها، كما أن انخفاض الكتلة أتاح تحميل خزانات رومان بكمية أكبر مما تتطلبه المهمة الأصلية الممتدة 10 سنوات. ومن المتوقع أن يوفر الوقود الإضافي نحو أربع سنوات أخرى من العمليات العلمية المحتملة.

تستخدم ناسا تقديرات محافظة للكتلة عند تحديد ميزانية الوقود الدافع للمركبة الفضائية، لأن عملية التصميم والبناء قد تغيّر الوزن النهائي للمركبة. ويواصل المهندسون تحديث حساباتهم أثناء الدمج والاختبار حتى يتمكنوا من الحفاظ على هامش أمان. وفي حالة رومان، كانت الكتلة النهائية أقل بما يكفي من الحد الموضوع في التخطيط، بما أتاح ملء الخزانات إلى سعتها.

يُتوقع تحقيق وفورات إضافية عند L2

من المتوقع أيضًا أن تستهلك خطوات الملاحة الرئيسية التالية لرومان وقودًا أقل مما قُدّر في البداية. وسيؤمّن تصحيح المسار الثاني الطاقة المتبقية اللازمة لوضع المرصد على مسار الاقتراب الصحيح من وجهته. وبعد ذلك، سيتعين على رومان إكمال عملية إدخاله المداري النهائية حول L2، وهي منطقة تبعد نحو 100 يوم عن الإطلاق، ومن المتوقع أن تبلغها المركبة الفضائية نحو أوائل ديسمبر.

وتشير التوقعات الحالية إلى أن تصحيح المسار الثاني ومناورة الإدخال معًا قد يوفران ما يكفي من الوقود الدافع لدعم أربع سنوات أخرى من العمليات المحتملة. وتظل هذه الأرقام تقديرات، إذ لا يزال يتعين على المركبة الفضائية تنفيذ المناورتين ثم العمل لسنوات عديدة.

وبمجرد أن يصل رومان إلى مداره المخطط حول L2، يُفترض أن تنخفض احتياجاته من الدفع بشكل حاد. وسيحتاج التلسكوب أساسًا إلى تعديلات صغيرة للحفاظ على موقعه، تُجرى على فترات تبلغ نحو 28 يومًا.

وبمجملها، أدت عملية الإطلاق الدقيقة، وكتلة رومان الأقل من المتوقع، وتصحيح المسار الأول الفعّال، والوقود الإضافي الذي حُمّل قبل الإطلاق، والوفورات المتوقعة خلال بقية الرحلة، إلى تغيير آفاق المهمة فيما يتعلق بالوقود. فقد تمتلك مركبة فضائية بُنيت للعمل لمدة 10 سنوات محتملة الوقود الدافع اللازم لإجراء أبحاث علمية لمدة لا تقل عن 22 عامًا، شريطة أن تواصل العمل بكفاءة.