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NASA最新的旗舰空间望远镜,刚上天两周,就收到了一份意外的好消息:它的燃料够烧

NASA最新的旗舰空间望远镜,刚上天两周,就收到了一份意外的好消息:它的燃料够烧22年。

这台望远镜叫南希·格雷斯·罗曼空间望远镜,造价43亿美元,8月30日搭乘SpaceX的猎鹰重型火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空。按照原本的设计,工程师往它的4个燃料箱里灌满肼燃料,足够维持5年的基本任务寿命,外加5年的延长期。10年,已经是一个相当体面的数字了。

但9月14日,NASA宣布了一个好消息:燃料够用至少22年。

多出来的12年不是凭空变出来的。它来自一连串精准到近乎完美的操作。

发射一天后,罗曼望远镜需要进行第一次轨道修正,用推进器微调飞行方向。工程师事先为这次机动预留了200千克的燃料预算。实际烧掉的只有18千克。省下的91%,全都变成了未来的科学观测时间。

NASA戈达德航天飞行中心主任杰米·邓恩(Jamie Dunn)说:“精确的轨道动力学规划,出色的运控执行,再加上SpaceX精准的发射,让罗曼拥有了至少22年的潜在科学运行燃料。”

火箭把望远镜送上了一条几乎完美的轨道,偏差小到修正代价微乎其微。NASA副局长阿米特·克沙特里亚(Amit Kshatriya)直接感谢了SpaceX:“谢谢他们把我们送到了正中靶心。”

类似的好运气,5年前也发生过一次。2021年圣诞节,韦布空间望远镜搭乘欧洲阿丽亚娜5号火箭升空,同样因为发射精度极高,燃料寿命直接翻倍。如今罗曼重演了这一幕,而且省得更多。

罗曼望远镜正在飞往距地球约150万千米的日地L2拉格朗日点,那是太阳、地球引力与公转离心力达成平衡的一个特殊位置,也是韦布空间望远镜目前驻守的地方。整个旅程大约需要3个月,预计12月初抵达最终轨道。

到达L2之后,燃料就是罗曼的命。分布在机身外侧的24个推进器大约每28天就要点火一次,维持轨道位置,并定期为负责调整朝向的6个反作用飞轮释放角动量。一旦燃料耗尽,望远镜就会失去指向能力,再也无法对准任何观测目标。

罗曼的分辨率和哈勃空间望远镜一样,但视野是哈勃的100倍。哈勃需要花一个世纪才能扫完的天区,罗曼一个月就能看完。

罗曼的核心武器是一台广域相机,装了18块近红外探测器,拍出的图像相当于一台3亿像素的相机。这么大的视野,意味着天文学家可以一次性绘制出大范围的星系团分布图,追踪那些串联宇宙的物质和暗物质纤维结构。而这些大尺度的地图,可能藏着暗能量的线索。那种神秘力量正在驱动宇宙加速膨胀,但至今没人搞清楚到底是什么。

除了广域相机,罗曼还带了一台星冕仪,专门用来遮挡恒星的光芒,直接拍摄围绕恒星运行的系外行星。

罗曼不仅飞得准,自己也比预想中轻了不少。它的实际重量比设计上限轻了将近2吨,这让地面团队能把燃料箱灌到满。装满燃料后的发射重量是9173.5千克,仍然比发射重量上限低了半吨。更轻的体重也意味着推进器不用烧那么久,进一步省了燃料。而且整台望远镜比原定计划提前了9个月发射。在NASA的科学任务历史上,提前且低于预算,确实不多见。

这些燃料节省还带来了一个附带好处:罗曼短期内大概不需要加油了。NASA在设计之初就给它装了一个机械抓手和导航辅助装置,为将来可能的无人加油任务做准备。项目经理杰基·汤森德(Jackie Townsend)说,加油口周围的隔热层专门设计成方便机器人操作的样式,连封口都用了磁性扣件,机器人一掀就开。

不过目前还没有任何航天器能飞到150万千米外去给罗曼加油。美国几家公司正在开发近地轨道和地球同步轨道的在轨加油技术,主要客户是美国太空军。去年,两艘中国航天器在地球同步轨道上完成了对接,实现了首次卫星间在轨加油。但L2这么远的地方,目前无人能及。好在22年的燃料储备,让这件事不再那么急迫。

升空两周以来,罗曼一切正常。9月1日,望远镜打开了镜头盖,星光第一次照到了它的主镜上。18块探测器正在按计划降温,所有初步检测全部通过。按现在的消耗速度,罗曼的燃料箱要到本世纪40年代末,才需要有人认真考虑见底的问题。

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图一:罗曼空间望远镜在肯尼迪航天中心准备装入SpaceX猎鹰重型火箭的整流罩,右下方可见为未来可能的加油任务安装的机械抓手,图源:SpaceX图二:8月30日,搭载罗曼空间望远镜的SpaceX猎鹰重型火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空,图源:NASA/Joel Kowsky图三:罗曼空间望远镜推进器点火的艺术想象图,图源:NASA

信源:Clark, Stephen. "The Roman Telescope Has Enough Gas for 22 Years, Double NASA's Expectations." Ars Technica, 15 Sept. 2026