Cosmos · · 2 min read

罗曼望远镜或可运行至少22年

一次高效的轨道修正以及额外携带的推进剂,使南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜的预计运行寿命增加了一倍以上。

据 SciTechDaily 报道,NASA 的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜可能拥有足够的燃料,能够开展科学观测至少22年,是该天文台原计划10年寿命的两倍以上。

这一前景改善源于航天器于8月31日进行的首次中途修正。工程师发现,这次机动消耗的推进剂远少于预期;与此同时,望远镜的发射重量也低于预算设定值,且在出发前装载了额外燃料。

罗曼望远镜的主要任务原计划持续五年,并有可能再延长五年。因此,其燃料预算是按照运行十年制定的。由于推进剂是航天器最主要的消耗性资源,在飞行途中节省下来的燃料,之后可以用于维持天文台运行并延长其科学工作时间。

首次机动极其节省燃料

此次8月修正旨在微调罗曼望远镜前往目的地的航线。任务规划人员原本为此次点火预留了441磅、即200千克推进剂,而航天器实际只需要约40磅、即18千克。

工程师评估认为,这次机动的准确率超过99%。这种精度减少了未来可能需要进行的修正量,预计将使罗曼望远镜的潜在运行寿命增加约四年。

这一结果取决于任务多个环节按计划运行。SpaceX 的精准发射将航天器送入了有利轨道,而 NASA 的轨道动力学与运行团队则以很高的精度规划并实施了此次修正。NASA 位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心主任杰米·邓恩表示,综合来看,这一结果让罗曼望远镜拥有了至少22年潜在科学运行所需的燃料。

首次点火还改善了下一次修正的前景。由于罗曼望远镜目前已经沿着一条高度精确的航线飞行,第二次中途修正应会更小,并且只需使用相对少量的推进剂。因此,团队可以将这次机动推迟到本月晚些时候。

航天器为何携带额外燃料

罗曼望远镜的燃料配额是按照21,605磅、即9,800千克的最大假定发射质量计算的。而天文台发射时的实际重量为17,760磅、即8,056千克。

这一差异以两种方式产生了影响。较轻的航天器改变航向所需的推进剂更少,而较低的质量也留出了空间,使罗曼望远镜的燃料箱能够装入超过原定10年任务所需量的燃料。这些额外燃料预计将提供大约四年额外的潜在科学运行时间。

NASA 在制定航天器推进剂预算时会采用保守的质量估算,因为设计和建造过程可能会改变飞行器的最终重量。在集成和测试期间,工程师会持续更新计算结果,以便保留安全裕度。在罗曼望远镜的案例中,最终质量明显低于规划上限,因此燃料箱得以加满。

抵达 L2 后预计还能进一步节省燃料

罗曼望远镜接下来的主要导航步骤预计也会比最初估算消耗更少燃料。第二次航向修正将提供足够的剩余能量,使天文台沿正确路线接近目的地。之后,罗曼望远镜必须完成围绕 L2 的最终入轨;L2 是一个距离发射约100天航程的区域,预计航天器将在12月初左右抵达那里。

当前预测显示,第二次修正和入轨机动合计可能节省足够的推进剂,从而支持另外四年的潜在运行。这些数字仍属于估算,因为航天器还必须完成这两次机动,并在此后运行多年。

罗曼望远镜一旦进入围绕 L2 的计划轨道,其推进需求应会大幅下降。望远镜主要只需每隔约28天进行小幅位置保持调整,以维持自身位置。

精准的发射、罗曼望远镜低于预期的质量、高效的首次修正、发射前装载的额外燃料,以及预计在剩余航程中实现的节省,综合起来改变了这项任务的燃料前景。一艘原本为可能运行10年而建造的航天器,或许最终拥有至少22年科学观测所需的推进剂,前提是它能够继续高效运行。

spacenasaastronomyspace telescopesroman telescopemissions

Continue reading

Read this in another language