Телескоп Roman сможет работать как минимум 22 года

Согласно публикации SciTechDaily, у космического телескопа Nancy Grace Roman может оказаться достаточно топлива для проведения научных исследований как минимум в течение 22 лет — более чем вдвое дольше первоначально запланированного для обсерватории 10-летнего срока эксплуатации.

Более благоприятный прогноз появился после первой коррекции курса космического аппарата 31 августа. Инженеры установили, что на манёвр ушло значительно меньше топлива, чем ожидалось. Кроме того, телескоп оказался легче, чем предусматривалось расчётами перед запуском, а перед отправкой на борт загрузили дополнительное топливо.

Основная миссия Roman рассчитана на пять лет, с возможностью продления ещё на пять лет. Поэтому запас топлива планировался исходя из 10 лет работы. Поскольку топливо является главным расходуемым ресурсом космического аппарата, сэкономленное во время полёта топливо впоследствии можно будет использовать для поддержания работы обсерватории и продления её научной деятельности.

На удивление экономичный первый манёвр

Августовская коррекция должна была уточнить маршрут Roman к месту назначения. Планировщики миссии зарезервировали для манёвра 441 фунт, или 200 килограммов, топлива. Космическому аппарату потребовалось всего около 40 фунтов, или 18 килограммов.

Инженеры оценили точность манёвра более чем в 99%. Благодаря такой точности в дальнейшем, вероятно, потребуется меньше корректирующих манёвров; по оценкам, это продлит потенциальный срок работы Roman примерно на четыре года.

Результат стал возможен благодаря тому, что несколько элементов миссии сработали как задумано. Точный запуск, выполненный SpaceX, вывел космический аппарат на благоприятную траекторию, а команды NASA, отвечающие за орбитальную динамику и эксплуатацию, спланировали и осуществили коррекцию с высокой точностью. Джейми Данн, директор Центра космических полётов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, заявил, что в результате Roman получил запас топлива как минимум для 22 лет возможной научной работы.

Первый манёвр также улучшил прогноз для следующего. Поскольку Roman уже движется по высокоточной траектории, вторая коррекция курса должна быть меньше и потребовать сравнительно небольшого количества топлива. Поэтому команда может отложить этот манёвр до более позднего времени в этом месяце.

Почему космический аппарат нёс дополнительное топливо

Допустимый запас топлива Roman рассчитывался исходя из максимально предполагаемой массы при запуске — 21 605 фунтов, или 9 800 килограммов. При запуске обсерватория фактически весила 17 760 фунтов, или 8 056 килограммов.

Эта разница имела значение по двум причинам. Более лёгкому космическому аппарату требуется меньше топлива для изменения курса, а меньшая масса позволила заполнить баки Roman полнее, чем было необходимо для первоначальной 10-летней миссии. Ожидается, что дополнительное топливо обеспечит примерно ещё четыре года возможной научной работы.

NASA использует консервативные оценки массы при расчёте запаса топлива космического аппарата, поскольку в процессе проектирования и строительства конечная масса аппарата может измениться. Инженеры продолжают обновлять расчёты во время интеграции и испытаний, чтобы сохранить запас безопасности. В случае Roman конечная масса оказалась достаточно ниже планового предела, что позволило заполнить баки до полной ёмкости.

На L2 ожидается дополнительная экономия

Следующие важные этапы навигации Roman также, по прогнозам, потребуют меньше топлива, чем предполагалось первоначально. Вторая коррекция курса обеспечит оставшуюся энергию, необходимую для вывода обсерватории на правильную траекторию подлёта к месту назначения. После этого Roman должен выполнить финальный манёвр выхода на орбиту вокруг L2 — области, которой космический аппарат, как ожидается, достигнет примерно в начале декабря, приблизительно через 100 дней после запуска.

Согласно текущим прогнозам, вторая коррекция и манёвр выхода на орбиту вместе могут сэкономить достаточно топлива ещё для четырёх лет возможной работы. Эти цифры остаются оценочными, поскольку космическому аппарату ещё предстоит выполнить оба манёвра, а затем работать многие годы.

После выхода Roman на запланированную орбиту вокруг L2 потребности в двигательной установке должны резко снизиться. Телескопу в основном потребуются небольшие корректировки для удержания позиции с интервалами примерно в 28 дней.

В совокупности точный запуск, меньшая, чем ожидалось, масса Roman, эффективная первая коррекция, дополнительное топливо, загруженное перед запуском, и ожидаемая экономия на оставшемся участке пути радикально изменили прогноз относительно топливных запасов миссии. Космический аппарат, рассчитанный на возможную 10-летнюю работу, может вместо этого получить запас топлива как минимум на 22 года научных исследований — при условии, что он продолжит работать эффективно.