Космический телескоп Nancy Grace Roman («Нэнси Грейс Роман») ещё не добрался до точки Лагранжа L2 системы Солнце — Земля, но уже получил обнадёживающую новость. Как сообщило NASA, запасов топлива на борту хватит, чтобы потенциально удвоить срок службы аппарата. Изначально миссия была рассчитана на пять лет основных наблюдений с последующим пятилетним продлением, однако теперь общая продолжительность работы может составить 22 года.
«Благодаря безупречному планированию нашей команды орбитальной динамики, блестящей работе операционной группы и точному запуску от SpaceX у Roman есть топливо как минимум на 22 года потенциальных научных операций», — заявил Джейми Данн, директор Центра космических полётов имени Годдарда в Гринбелте (штат Мэриленд).
Топливо — единственный расходуемый ресурс телескопа, и именно оно ограничивает длительность миссии. Свой вклад в увеличение срока внесли несколько факторов. Первый из них — точный запуск: ракета Falcon Heavy компании SpaceX обеспечила корректный импульс ухода с низкой околоземной орбиты. Чем точнее этот манёвр, тем меньше топлива требуется на последующие включения двигателей.
Второй фактор — реальная масса аппарата, оказавшаяся ниже запланированной. «Масса космического аппарата меняется в процессе проектирования и сборки, поэтому мы закладываем бюджет топлива исходя из максимального значения, чтобы не остаться в минусе, — пояснила Элисон Рао, руководитель направления двигательной установки Roman в Центре Годдарда. — Мы также отслеживаем потребность в топливе по фактической массе на протяжении сборки и испытаний, чтобы иметь запас. Поскольку масса Roman оказалась ниже заложенной в бюджет, мы смогли заполнить баки до предела, а не только на объём, необходимый для десятилетней работы».
В проектном документе 2015 года стартовая масса Roman оценивалась в 4166 кг, из которых лишь 107 кг приходилось на топливо, — тогда манёвры поддержания орбиты были проработаны слабее. Спустя годы, по мере развития проекта, стартовая масса выросла до 9800 кг, но к моменту запуска аппарат весил меньше — 8056 кг. Это позволило залить в баки больше горючего, поскольку в них оставалось свободное место. Дополнительный запас может обеспечить ещё четыре года наблюдений.
Третий фактор — эффективность первой коррекции траектории. Она прошла 31 августа с точностью выше 99%. Манёвр длился три минуты, и на него ушло менее 10% выделенного топлива: из запланированных 200 кг израсходовано лишь 18 кг. Впереди ещё одна коррекция курса, и благодаря точности первой на неё потребуется меньше горючего, чем предполагалось. Финальный манёвр выхода на гало-орбиту вокруг L2 намечен на начало декабря, и NASA также ожидает, что он потребует меньшего расхода топлива. На орбите телескопу понадобятся лишь периодические включения двигателей для поддержания положения примерно каждые 28 дней. В сумме всё это даёт около 12 дополнительных лет наблюдений.
Основную часть первых пяти лет работы Roman отдадут обзорам Core Community Surveys, включая High-Latitude Time-Domain Survey. В течение пятилетнего продления приоритет получат программы General Observer (GO), открывающие возможности телескопа для широкого астрономического и астрофизического сообщества. Уже готовы около 50 кандидатных программ GO. Как именно распорядятся дополнительными 12 годами наблюдений, NASA пока не сообщила, но, вероятно, значительная их часть достанется программам GO, а часть может быть добавлена и обзорам. На борту Roman также установлен коронограф — демонстратор технологий для будущей миссии по поиску планет; при успешной работе его будут задействовать чаще в дополнительные годы. Изначально аппарат назывался WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), но позже получил имя в честь первого руководителя астрономического направления NASA. Вместо планировавшегося 1,5-метрового зеркала он получил 2,4-метровое, изначально созданное для разведывательного спутника. После многих лет доработок и споров о финансировании и научных целях телескоп приближается к началу работы: по прибытии в L2 его ждут ввод в эксплуатацию и испытания, а затем — первые результаты.