Le télescope Roman pourrait fonctionner pendant au moins 22 ans

Selon un article de SciTechDaily, le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA pourrait disposer de suffisamment de carburant pour mener des observations scientifiques pendant au moins 22 ans, soit plus du double de la durée de fonctionnement de 10 ans initialement prévue pour l’observatoire.

Cette perspective améliorée fait suite à la première correction de trajectoire à mi-parcours de la sonde, effectuée le 31 août. Les ingénieurs ont constaté que la manœuvre avait consommé bien moins d’ergols que prévu, tandis que le télescope avait également bénéficié d’une masse au lancement inférieure aux prévisions budgétaires et d’une quantité supplémentaire de carburant chargée avant le départ.

La mission principale de Roman avait été conçue pour durer cinq ans, avec la possibilité d’une prolongation de cinq années supplémentaires. Son budget en carburant avait donc été établi sur la base d’une décennie d’opérations. Comme les ergols constituent la principale ressource consommable de la sonde, le carburant économisé pendant son voyage pourra ensuite servir à maintenir l’observatoire et à prolonger ses travaux scientifiques.

Une première manœuvre remarquablement économe

La correction d’août visait à affiner la trajectoire de Roman vers sa destination. Les responsables de la mission avaient réservé 441 livres, soit 200 kilogrammes, d’ergols pour la poussée. La sonde n’en a utilisé qu’environ 40 livres, soit 18 kilogrammes.

Les ingénieurs ont estimé que la manœuvre avait été réalisée avec une précision supérieure à 99 %. Cette précision a réduit la quantité de corrections qui devrait être nécessaire par la suite et devrait, selon les estimations, prolonger d’environ quatre ans la durée de fonctionnement potentielle de Roman.

Ce résultat dépendait du bon déroulement de plusieurs éléments de la mission. Un lancement précis réalisé par SpaceX a placé la sonde sur une trajectoire favorable, tandis que les équipes de la NASA chargées de la dynamique orbitale et des opérations ont planifié et exécuté la correction avec une grande précision. Jamie Dunn, directeur du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, a déclaré que ce résultat combiné laissait à Roman suffisamment de carburant pour au moins 22 années d’opérations scientifiques potentielles.

La première poussée a également amélioré les perspectives pour la suivante. Roman se déplaçant déjà sur une trajectoire très précise, la deuxième correction à mi-parcours devrait être moins importante et utiliser relativement peu d’ergols. L’équipe peut donc reporter cette manœuvre à plus tard ce mois-ci.

Pourquoi la sonde emportait du carburant supplémentaire

La quantité de carburant prévue pour Roman avait été calculée à partir d’une masse maximale au lancement estimée à 21 605 livres, soit 9 800 kilogrammes. Au lancement, l’observatoire pesait finalement 17 760 livres, soit 8 056 kilogrammes.

Cette différence a eu deux conséquences. Une sonde plus légère nécessite moins d’ergols pour modifier sa trajectoire, et la masse inférieure a permis de remplir davantage les réservoirs de Roman que ne l’exigeait la mission initiale de 10 ans. Ce carburant supplémentaire devrait fournir environ quatre années supplémentaires d’opérations scientifiques potentielles.

La NASA utilise des estimations de masse prudentes lorsqu’elle établit le budget en ergols d’une sonde, car le processus de conception et de construction peut modifier la masse finale du véhicule. Les ingénieurs continuent de mettre à jour leurs calculs pendant l’intégration et les essais afin de conserver une marge de sécurité. Dans le cas de Roman, la masse finale était suffisamment inférieure à la limite de planification pour permettre de remplir les réservoirs à pleine capacité.

D’autres économies attendues à L2

Les prochaines grandes étapes de navigation de Roman devraient elles aussi consommer moins de carburant que prévu initialement. La deuxième correction de trajectoire fournira l’énergie restante nécessaire pour placer l’observatoire sur la bonne trajectoire d’approche de sa destination. Ensuite, Roman devra effectuer son insertion orbitale finale autour de L2, une région située à environ 100 jours du lancement que la sonde devrait atteindre vers le début du mois de décembre.

Les projections actuelles indiquent que la deuxième correction et la manœuvre d’insertion pourraient, ensemble, économiser suffisamment d’ergols pour permettre environ quatre années supplémentaires d’opérations potentielles. Ces chiffres restent des estimations, puisque la sonde doit encore effectuer les deux manœuvres, puis fonctionner pendant de nombreuses années.

Une fois que Roman aura atteint son orbite prévue autour de L2, ses besoins en propulsion devraient fortement diminuer. Le télescope devra principalement effectuer de petites corrections de maintien à des intervalles d’environ 28 jours pour conserver sa position.

Pris ensemble, la précision du lancement, la masse de Roman inférieure aux prévisions, l’efficacité de la première correction, le carburant supplémentaire chargé avant le lancement et les économies attendues pendant le reste du voyage ont transformé les perspectives de la mission en matière de carburant. Une sonde conçue pour fonctionner pendant 10 ans pourrait finalement disposer des ergols nécessaires pour mener des observations scientifiques pendant au moins 22 ans, à condition qu’elle continue de fonctionner efficacement.