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罗曼望远镜的燃料余量可支持最长22年的科学运行

低于预算的质量和高度精确的航向修正扩大了望远镜的预计运行寿命;22年是燃料条件支持的可能性,并非运行保证。

Concepção artística oficial do telescópio espacial Nancy Grace Roman diante de um campo de estrelas; não é uma fotografia do observatório em voo.
图片: NASA/Goddard Space Flight Center — concepção artística oficial

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SUPER SCI-Z 编辑分析

南希·格雷斯·罗曼空间望远镜仍在前往观测位置的途中,却已经获得了意外的运行余量。美国国家航空航天局(NASA)目前估计,现有推进剂可支持至少22年的潜在科学运行。8月30日发射前,设计方案包括5年主任务、可能延长的5年任务,以及总计10年的燃料预算。新数字是一项能力预测:它取决于天文台保持健康,也取决于其余机动按预期完成。

一部分差额在火箭离开地球前就已形成。工程师按9,800千克的最大航天器质量编制推进剂预算,而罗曼望远镜的最终质量为8,056千克。较轻的航天器需要的推力更小,并在质量预算中留下空间,因此燃料箱得以加满。NASA估计,这部分余量可在原先10年的基础上增加约4年。

最可测量的收益来自8月31日实施的首次轨道修正。该机动以超过99%的精度命中目标,只消耗约18千克推进剂,不到原定200千克的10%。这项节省对应另外4个预计运行年。由于首次调整使罗曼望远镜非常接近期望轨迹,计划于9月底进行的第二次修正应当很小;NASA把该步骤和轨道插入预计节省的燃料折算为另外4个潜在运行年。

罗曼望远镜将进入围绕第二拉格朗日点(L2)的轨道,距离地球约160万千米。在这一地区,太阳和地球的引力使天文台能够较稳定地跟随地球。预计12月初抵达后,大约每28天进行一次小幅点火即可维持位置。因此,作为任务主要消耗资源的推进剂可以转化为观测时间。

罗曼望远镜用于以类似哈勃望远镜的分辨率巡测大片天空,其视场至少宽一百倍。巡测将研究宇宙膨胀和大尺度结构与暗能量、暗物质的关系,也会寻找系外行星,即绕其他恒星运行的世界。更长任务不会改变仪器本身的能力,但会增加观测周期,并提高追踪多年变化现象的机会。

这一信息是在先前报道的发射之后出现的实质性进展:它依据实测最终质量和首次机动的实际耗油量。即便如此,足够22年使用的燃料并不等于22年数据的承诺。电子设备、探测器、通信、经费和运行决策也会限制任务。具体而有价值的结果是:如果系统其他部分同样耐久,罗曼望远镜携带的余量可能把十年任务变成持续二十年的天文台。

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要点

  • 罗曼望远镜原先按10年燃料预算设计,NASA现预计至少可支持22年的潜在运行。
  • 首次航向修正只使用了预留200千克中的约18千克,精度超过99%。
  • 这项预测扩大了科学机会,但不能保证仪器、经费和其他系统持续22年。
主要来源NASA

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