要約:
NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡が打ち上げられて間もなく、予想をはるかに超える良いニュースが届きました。非常に正確な打ち上げ軌道、最初の軌道修正のための推進剤消費量が予算よりもはるかに少ないこと、そして望遠鏡の実際の重量が当初の設計値よりも低いことから、NASA は現在、ローマ宇宙望遠鏡が搭載する燃料は、当初の設計寿命 10 年の 2 倍以上である少なくとも 22 年間の科学観測ミッションをサポートできると推定しています。
ローマ宇宙望遠鏡は、地球から約 160 万キロメートル離れた太陽と地球の第 2 ラグランジュ点 L2 に向かうことを目的として、2026 年 8 月 30 日に米国フロリダ州のケネディ宇宙センターからスペース X ファルコン ヘビー ロケットに乗って打ち上げられました。 NASA は当初、5 年間の主ミッションと 5 年間の延長ミッションに基づいて、望遠鏡用の 10 年間の推進剤の備蓄を準備していました。しかし、実際のミッション性能は予想をはるかに上回っており、当初軌道上での操縦に使用されていた大量の燃料を節約することができた。
最も重要な節約の 1 つは、打ち上げ後の最初のコース途中の軌道修正によってもたらされました。ローマ望遠鏡が 8 月 31 日に初めて大規模な軌道修正を行ったとき、エンジンの動作結果は予想軌道と 99% 以上一致しました。最終的に消費したヒドラジン燃料は約 40 ポンド、つまり 18 キログラムだけでした。ミッションチームは、打ち上げ前にこの作戦のために441ポンド（200キログラム）もの燃料を確保していた。つまり、今回の補正による実際の推進剤消費量は当初計画の10％未満となった。
このような大幅な燃料節約が達成できる理由は、まず第一に、ファルコン ヘビー ロケットの非常に正確な打ち上げによるものです。ローマンを宇宙に送り出した後のロケットの最初の飛行軌道は理想的なルートに非常に近かったため、望遠鏡自体に大きな修正を加える必要はありませんでした。その後、ローマン独自のナビゲーションおよび推進システムが、この小さな修正操作を正確に実行しました。
NASA ゴダード宇宙飛行センター所長のジェイミー ダン氏は、軌道力学チームが慎重な計画を実施し、ミッション運用チームが正確に実行し、スペース X が正確な打ち上げを達成したため、ローマンには現在、少なくとも 22 年間の科学運用燃料の可能性があると述べました。
もう 1 つの重要な理由は、ローマ宇宙望遠鏡の実際の打ち上げ重量が最大設計重量よりも低いことです。 NASA が初期段階でこのミッションを設計したとき、たとえ最終的な宇宙船が予想より重かったとしても燃料不足の問題が起こらないように、推進剤の予算は約 21,605 ポンド (9,800 キログラム) という控えめな最大重量に基づいていました。
しかし、完成後のローマンの実際の重量はわずか 17,760 ポンド、つまり約 8,056 キログラムで、予算の最大重量よりも約 2 トン軽かったです。宇宙船は軽量で、軌道修正を完了するために必要な推進剤の量も少なくなるため、地上のチームは、10 年間のミッションに必要な燃料だけを充填するのではなく、打ち上げ前に推進剤タンクを可能な限り満タンに充填することができます。
最終的に、ローマン号の打ち上げ時の総重量は約 20,224 ポンド、つまり 9,173.5 キログラムとなり、設計で許容される最大重量よりもまだ約 0.5 トン軽かったです。したがって、より多くの燃料が直接宇宙に持ち込まれ、将来の長期運用に対するさらなる保証が提供されます。
NASA はまた、ローマン号の今月後半の 2 回目の軌道修正により、当初の計画よりも燃料が節約されると期待しています。最初の補正が正確に実行されたため、2 回目の補正のサイズは大幅に縮小され、望遠鏡は 12 月初旬に最終軌道操作を行って、L2 の周りの最終軌道に入る予定です。現在の計算によると、どちらの作戦でも推進剤の消費量は当初の予算よりも少なくなると予想されており、そのため将来の科学観測に使用できるローマンの燃料備蓄がさらに増加する可能性がある。
ローマンが L2 に到着すると、推進システムの主な作業は定期的な軌道メンテナンスに変わります。目標を維持するために、望遠鏡は約 28 日ごとに小さな姿勢修正と軌道修正を行う必要があります。さらに、目標を正確に指す望遠鏡の能力を維持するために、定期的にスラスターを使用して反動フライホイールによって蓄積された運動量を解放する必要もあります。これらの作戦は、L2 に向かう途中の大規模な軌道操縦よりもはるかに少ない燃料を必要とします。
燃料の大幅な節約は、NASA が短期的にローマンへの補給ミッションの実行を検討する必要がほとんどないことも意味します。実際、ローマン氏はプロジェクト設計の当初から将来の宇宙での補給を検討していた。 NASA は、将来のロボット補給宇宙船が望遠鏡に接近し、捕捉し、ドッキングできるように、反射鏡と外部基準マーカーを備えた特別なグリップ インターフェイスを望遠鏡の底部に設置しました。
ローマンは、設計段階から将来の軌道上補給能力を考慮した NASA の最初の大型科学望遠鏡の 1 つでもあります。推進剤充填ポートの周囲の断熱材は、ロボットが簡単に開閉できるように特別に設計されています。 NASAのプロジェクトマネージャー、ジャッキー・タウンゼント氏は、ローマンの修理能力はハッブル宇宙望遠鏡のそれに匹敵するほどではないものの、現時点では将来的に自動ランデブー、捕獲、ドッキング、補給ミッションを実行するために必要な基本的な条件を備えていると述べた。
しかし、米国は現在、地球から約 160 万キロメートル離れた L2 位置に到達し、具体的にローマンに物資を供給できる既製の宇宙船を持っていません。米国の一部の企業は軌道供給衛星を開発しているが、現在は主に低軌道および静止軌道ミッションをターゲットとしている。したがって、ローマンが将来推進剤を補充する必要があるとしても、NASA は関連技術と商業サービスがさらに成熟するまで待つ必要があります。
推進システムに加えて、Roman の他の機器の現状も満足のいくものです。 9月1日に望遠鏡の光学系の絞りカバーが開き、初めて主鏡に星の光が当たるようになった。その後、NASA は望遠鏡と科学機器の一連の検査を開始しました。
NASA 関係者は、これまでの予備検査結果はすべて良好であると述べました。ローマンの広域イメージャーは初期のデータを取得しました。 18 個の検出器はすべて正常な状態です。予想どおり、ミラーと検出器は徐々に冷却されています。接続、電流、その他の基本的なテストはすべて合格しています。系外惑星を直接画像化するように設計された別のコロナグラフも予備検査で良好な性能を示した。 NASAは、望遠鏡がその後のデバッグを完了し、本当に「最初の光」を獲得することで、ローマンが正式に科学観測段階に入るだろうと期待している。
ローマ宇宙望遠鏡の費用は約 43 億米ドルです。その主な使命は、暗黒エネルギー、暗黒物質、宇宙の大規模構造を研究し、太陽系外惑星を探索することです。広範囲の画像処理能力は特に強力です。単一の画像の解像度はハッブル宇宙望遠鏡と同等ですが、その視野はハッブル宇宙望遠鏡の約100倍です。 NASAによると、ローマンはハッブルが100年かかるとされる空の観測範囲を約1カ月で完了するとみられている。
ローマンが搭載する広域計測器には 18 個の近赤外線検出器が搭載されており、その撮像能力は約 3 億画素の巨大カメラに匹敵します。空を広範囲にわたって素早くスキャンすることで、科学者は宇宙全体の銀河団や物質のフィラメント、暗黒物質の地図を作成し、宇宙の加速膨張を引き起こす神秘的な力である暗黒エネルギーを研究することができます。
現在の燃料推定値が最終的に検証されれば、ローマ宇宙望遠鏡は少なくとも 22 年間の潜在的な科学運用能力を持ち、そのミッションサイクルは 2040 年代後半まで延長される可能性もあります。これは、NASA が同じ望遠鏡を使用してより長い期間にわたる宇宙観測データを取得できることを意味するだけでなく、科学者がダーク エネルギー、暗黒物質、系外惑星、その他の研究対象を長期間追跡できることを意味し、それによってこの新世代の主力天文台が完了できる科学的タスクの範囲が大幅に拡大します。
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