Teleskop Nancy Grace Roman może działać nawet 22 lata. Skąd ten zapas?

Nowe wyliczenia czasu pracy Romana są wyraźnie korzystniejsze od pierwotnego planu dzięki połączeniu kilku elementów: dokładnego przygotowania manewrów, wzorowego wykonania pierwszej korekty kursu i powstałej w efekcie nadwyżki paliwa. Dotąd budżet paliwowy przewidywał 10 lat misji naukowej – 5 lat podstawowych obserwacji oraz kolejne 5 lat w trybie rozszerzonym. Aktualne prognozy wskazują jednak, że teleskop może prowadzić badania nawet przez 22 lata.

Istotny wkład w "wydłużenie życia" teleskopu ma pierwszy manewr korygujący tor lotu wykonany już w przestrzeni kosmicznej. Zespół naziemny NASA przeprowadził go tak efektywnie, że zużycie paliwa wyniosło mniej niż 10 proc. zakładanego limitu dla tego etapu. W praktyce potrzebne było około 18 kilogramów paliwa, choć w planach przygotowanych wcześniej przewidywano nawet 200 kilogramów.

Dodatkowy zapas wynika także z tego, że Roman wystartował lżejszy, niż dopuszczały założenia konstrukcyjne. Masa startowa była o ponad 3,5 tony mniejsza od maksymalnie przewidywanej w czasie projektowania. Taka różnica pozwoliła zatankować więcej paliwa do zbiorników, a jednocześnie ograniczyć zużycie środków napędowych podczas pierwszych działań po starcie. Na tej podstawie prognozuje się, że każda z tych okoliczności może dołożyć do potencjalnego czasu pracy misji po około cztery lata.

Kierująca systemem napędowym Alison Rao z NASA Goddard zwróciła uwagę, że kontrola masy sondy jest stałym elementem prac – od projektowania, przez montaż, po testy – bo ułatwia planowanie rezerw potrzebnych na cały okres misji. Wyjaśniła, że dzięki niższej masie Romana możliwe było zatankowanie do pełnej pojemności zbiorników, a nie jedynie do poziomu wymaganego dla 10 lat działania: "Ponieważ masa Romana była niższa niż założyliśmy, mogliśmy zatankować do pełnej pojemności, a nie tylko do wymaganego poziomu na 10 lat pracy".

Na tym oszczędności mogą się nie skończyć. Druga korekta kursu – planowana na najbliższe tygodnie – ma wymagać bardzo małych ilości paliwa, ponieważ poprzedni manewr wykonano wyjątkowo precyzyjnie. Zespół kontrolny może też elastycznie wybrać moment jej realizacji, co ułatwia dalsze racjonalne gospodarowanie zasobami statku kosmicznego.

Po zakończeniu etapu transferu teleskop Roman ma trafić na stabilną orbitę wokół punktu libracyjnego L2. W takim położeniu korekty pozycji mają być prowadzone średnio raz na 28 dni, co sprzyja utrzymaniu stałych warunków do obserwacji, a jednocześnie ogranicza ryzyko podwyższonego zużycia paliwa. Dotychczasowe analizy wskazują, że zapas środków napędowych powinien wystarczyć na funkcjonowanie obserwatorium przez ponad dwie dekady.

Prognozowane, długoterminowe użytkowanie Kosmicznego Teleskopu Nancy Grace Roman ma wynikać z trzech czynników działających jednocześnie: starannego przygotowania na etapie projektu, skutecznych manewrów po starcie oraz paliwowej nadwyżki uzyskanej dzięki korzystnym warunkom wyniesienia. To wszystko przekłada się na większy potencjał obserwacyjny misji, która początkowo miała być realizowana w znacznie krótszym horyzoncie czasu.