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NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜寿命有望延长两倍以上

NASA南希·格雷斯·罗曼太空望远镜寿命有望延长两倍以上

"得益于我们轨道动力学团队精湛的规划、运营团队出色的执行力,以及SpaceX精确无误的发射,罗曼太空望远镜目前拥有的燃料至少可以支持22年的潜在科学运营。"美国宇航局(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(Jamie Dunn)表示。

促成这一戏剧性寿命延长的背后有几个关键因素。罗曼望远镜在首次轨道修正期间消耗的燃料远少于预期,在发射时携带了额外的推进剂,并且预计在第二次中期轨道修正和轨道插入过程中将节省更多燃料。

罗曼最初设计寿命为10年

罗曼望远镜原本围绕五年期主要任务和五年期延长任务进行建造,其设计的总燃料预算旨在支持10年的运营。由于推进剂是航天器主要的消耗性资源,在其旅程中节省的每一公斤燃料,都可能转化为额外的科学观测年限。

首次机动有望增加四年寿命

罗曼望远镜于8月31日执行了首次推进点火,调整了飞往该天文台最终轨道路径的方向。自那时起,任务团队一直在研究此次机动对罗曼长期燃料前景的影响。

结果比预期还要好。该机动以超过99%的精确度完成,并且消耗的燃料不到为其预留燃料的10%。罗曼使用了大约40磅(18公斤)的燃料,而原计划分配的用量为441磅(200公斤)。仅此项节省就可提供大约四年的额外潜在科学运营时间。

发射时携带的额外燃料可再增四年

罗曼在开启旅程时,其可用的推进剂也比规划人员最初预计的要多。

工程师们以21,605磅(9,800公斤)的保守最大重量计算了航天器的燃料需求。然而,罗曼在发射时的最终重量仅为17,760磅(8,056公斤)。由于航天器更轻,其中期轨道修正所需的燃料就更少。较低的质量还允许团队将罗曼的推进剂箱加注至满载状态,而不是仅仅携带满足原10年任务所需的燃料。这些额外的燃料可以支持大约四年的额外运营时间。

"航天器的质量在整个设计和制造过程中都会发生变化,因此我们将推进剂预算建立在设定的最大值上,以确保不会出现短缺,"NASA戈达德中心的罗曼推进负责人艾莉森·拉奥(Alison Rao)说,"我们还在整个集成和测试过程中根据实际质量追踪所需的推进剂,以确保有余地。由于罗曼的质量比我们预算的要低,我们得以将推进剂箱加注至满载,而不是仅仅满足10年的需求。"

预计未来还将节省更多燃料

罗曼成功的首次中期轨道修正,预计也将使其第二次修正规模大幅缩小,从而可能保存更多的推进剂。

由于首次机动非常精准,任务控制人员可以等待更长的时间再进行后续调整,该调整目前计划于本月晚些时候进行。这次点火将提供罗曼在进入围绕L2的永久轨道之前到达目标位置所需的最后能量。

预计罗曼将在发射后大约100天(即12月上旬左右)抵达L2点。

目前的估计表明,第二次修正和轨道插入所需的燃料都应少于最初的预算。综合这些节省,可以为潜在的任务寿命提供大约四年的额外时间,并为未来的科学工作留下更多的可用推进剂。

一旦罗曼稳定在围绕L2的轨道上,维持其位置将只需要大约每28天进行一次周期性的保持轨道点火。


Journal Reference: NASA's Roman Space Telescope could last more than twice as long as planned, NASA Goddard Space Flight Center, News Release.
(责任编辑:scinews)