ローマン宇宙望遠鏡、最長22年の科学運用を支える燃料余力

ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡は観測地点への飛行中だが、すでに予想外の運用余力を得た。米航空宇宙局（NASA）は、搭載推進剤が少なくとも22年間の科学運用を支え得ると見積もっている。8月30日の打ち上げ前は、5年の主ミッション、さらに5年の延長可能性、合計10年分の燃料を想定していた。新しい数字は能力の予測であり、望遠鏡が健全で、残る軌道操作が想定通り進むことが条件になる。

差の一部は打ち上げ前に生まれた。技術者は最大質量9,800キログラムを前提に燃料を割り当てたが、ローマンの最終質量は8,056キログラムだった。軽い機体は必要な推力が少なく、質量にも余裕ができたため、タンクを満量まで充填できた。NASAは、この余剰が当初の10年に約4年を加えると見積もる。

最も具体的な節約は8月31日の最初の軌道修正で得られた。操作は99%を超える精度で目標を達成し、消費した推進剤は約18キログラムで、割り当てられた200キログラムの10%未満だった。この節約はさらに4年分と見積もられる。最初の修正で望ましい軌道に非常に近づいたため、9月末の第2回修正は小規模になる見込みで、NASAはそこから軌道投入までの予想節約分をさらに4年と算定している。

目的地は地球から約160万キロメートル離れた第2ラグランジュ点、L2の周囲の軌道である。そこでは太陽と地球の重力により、望遠鏡は比較的安定して地球に追随できる。12月初めに到着した後は、約28日ごとの小さな噴射で位置を保つ予定だ。このため、ミッションの主要な消耗資源である推進剤を観測時間へ換算できる。

ローマンはハッブルに近い解像度で広い空を調べ、少なくとも100倍広い視野を持つよう設計された。宇宙膨張や大規模構造とダークエネルギー、暗黒物質との関係を調べ、他の恒星を回る惑星である系外惑星も探す。運用期間が延びても装置の性能自体は変わらないが、観測周期が増え、年単位で変化する現象を追跡する機会が広がる。

これは以前報じられた打ち上げ後に生じた実質的な更新で、実測された最終質量と最初の操作での実際の燃料消費に基づく。それでも、22年分の燃料は22年分のデータを約束しない。電子機器、検出器、通信、予算、運用判断もミッションを制約する。確実に言える成果はより限定的だが重要である。ほかのシステムも同じだけ長持ちすれば、ローマンは10年の計画を20年規模の観測所へ変え得る余力を持って旅を始めた。