Стартовавшая в конце августа миссия пока что идет по плану и даже лучше
Полет новейшего американского космического телескопа «Нэнси Грейс Роман», которому предстоит заняться поиском экзопланет и проникнуть в тайны Вселенной, продолжается уже больше двух недель и проходит в полном соответствии с планом. Так, телескоп успел включить и проверить некоторые научные инструменты, а также совершил первую из запланированных корректировок курса, потратив на нее мизерное количество топлива, что вкупе с другими факторами позволило существенно продлить предполагаемый срок службы обсерватории.
Напомним, запуск созданного NASA телескопа состоялся 30 августа, а на орбиту его вывела сверхтяжелая ракета-носитель Falcon Heavy американской космической компании SpaceX. После отделения от второй ступени ракеты аппарат начал самостоятельный перелет к точке Лагранжа L2 системы Солнце — Земля, расположенной в 1,5 млн километров от нашей планеты, в окрестностях которой ему и предстоит работать.
Содержание
- Задачи миссии
Как удалось продлить срок миссии
При первоначальном планировании миссии минимальный срок службы «Нэнси Грейс Роман» составлял пять лет с возможностью продления еще на пять лет. Все упиралось в ограниченный запас топлива — телескоп оснастили несколькими работающими на гидразине (N2H4) двигателями, с помощью которых обсерватория должна корректировать свой курс во время полета к месту назначения, а также (примерно каждые 28 дней) положение на целевой орбите вокруг точки Лагранжа L2.
На этапе проектирования и сборки потенциальный десятилетний срок службы телескопа удалось продлить примерно на 4 года, поскольку «сухая» масса «Нэнси Грейс Роман» составила чуть больше 8 тонн вместо предполагаемых 9,8 тонны — более легкому аппарату требуется меньше топлива для совершения маневров. Заодно уменьшение массы позволило заполнить баки телескопа гидразином буквально под завязку.
31 августа обсерватория выполнила первую корректировку курса. Маневр удалось осуществить с точностью в 99%, потратив при этом около 18 килограммов топлива вместо заложенных в план 200 килограммов. Это подарило «Нэнси Грейс Роман» еще 4 потенциальных года работы до исчерпания гидразина в баках.
Наконец, команда миссии рассчитывает увеличить срок службы обсерватории еще на 4 года по итогам второй и последней корректировки курса, запланированной на конец сентября. Расчеты показывают, что этот маневр также потребует меньше топлива, чем ожидалось.
Таким образом, запас топлива теперь ограничивает срок миссии «Нэнси Грейс Роман» 22 годами вместо минимальных пяти и базовых десяти лет. Более того, он может даже увеличиться, если во время декабрьского выхода на целевую орбиту обсерватория снова потратит меньше гидразина, чем было предусмотрено.
Что такое «Нэнси Грейс Роман»
«Нэнси Грейс Роман» представляет собой космический телескоп, оснащенный зеркалом диаметром 2,4 метра, 300-Мп широкоугольной камерой WFI (Wide-Field Instrument), охватывающей практически весь видимый и ближний инфракрасный диапазоны, а также коронографом — специальным инструментом, позволяющим блокировать прямой свет звезд для наблюдения за экзопланетами и другими объектами вблизи светил.
Проектирование и строительство телескопа обошлось более чем в 4 млрд долларов, но в NASA сумели уложиться в финальный бюджет (хотя в процессе сборки телескопа он несколько раз увеличивался). Более того, запустить телескоп «Нэнси Грейс Роман» удалось примерно на девять месяцев раньше изначально намеченного срока, что в космонавтике случается крайне редко.
Этому поспособствовало то обстоятельство, что база нового телескопа досталась NASA фактически бесплатно. Еще в 1999 году Национальное управление военно-космической разведки США (NRO) запустило программу Future Imagery Architecture (FIA) по созданию разведывательных спутников нового поколения. Разработку аппаратов доверили концерну Boeing, но компания неоднократно выходила за рамки бюджета и срывала сроки, так что в 2005 году проект FIA был закрыт.
Журналисты откровенно называли программу провалом, но в 2012 году история получила продолжение, когда в NRO решили передать в распоряжение NASA два недоделанных спутника-шпиона с установленными на них зеркалами такого же диаметра, как у «Хаббла», но намного более легкими и обеспечивающими как минимум в сто раз большее поле зрения. К тому времени в NASA рассматривался проект создания широкоугольного космического телескопа WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), охватывающего оптический и ближний инфракрасный диапазоны, так что предложение оказалось весьма кстати и было принято.
Дальнейшая разработка проекта телескопа с учетом особенностей полученной от NRO платформы заняла еще несколько лет, а в 2020-м он получил новое имя в честь Нэнси Грейс Роман — выдающегося астронома и первой женщины, занимавшей руководящие посты в NASA, включая должность главного астронома. Также ее часто называют матерью «Хаббла», поскольку Нэнси Грейс Роман принимала самое активное участие в первоначальном проектировании этого телескопа и помогла добиться выделения средств на его строительство.
Названный ее именем телескоп с «Хабблом» роднит одинаковый диаметр зеркала, однако «Нэнси Грейс Роман» обладает огромным полем зрения, что позволит ему охватывать взором значительные участки небосвода, обеспечивая примерно те же четкость и детализацию снимков, что и «Хаббл».
Задачи миссии
Список научных задач телескопа включает наблюдения за далекими объектами с целью уточнения наших представлений о процессах формирования и развития Вселенной. С помощью «Нэнси Грейс Роман» ученые рассчитывают разглядеть тусклые и далекие галактики, а также проникнуть в тайны темной материи и темной энергии, на долю которых в совокупности приходится порядка 95% массы Вселенной.
Также «Нэнси Грейс Роман» займется поиском экзопланет в Млечном Пути: возможности установленного на телескопе экспериментального коронографа теоретически позволяют обнаруживать у других звезд Галактики планеты размером с Нептун на расстоянии, незначительно превышающем расстояние от Земли до Солнца.
Помимо этого, искать экзопланеты космическая обсерватория будет с помощью так называемого микролинзирования — метода, основанного на гравитационном искажении света при его прохождении рядом с массивным объектом.
Краткое описание телескопа и его основных задач (в видео доступны русскоязычные субтитры)
Ожидается, что «Нэнси Грейс Роман» будет ежегодно собирать более 500 терабайт научных данных, тогда как космический телескоп «Хаббл» за 35 лет работы собрал «всего лишь» более 400 терабайт данных.