罗曼太空望远镜上的燃料预计可运行至少22年 寿命有望超过最初设计两倍

美国宇航局（NASA）的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜刚刚升空不久，就迎来了一个远超预期的好消息。由于发射轨迹异常精准、首次轨道修正消耗的推进剂远低于预算，以及望远镜实际重量低于最初设计值，NASA目前估计罗曼太空望远镜携带的燃料至少可以支持22年的科学观测任务，是最初10年设计寿命的两倍以上。

罗曼太空望远镜于2026年8月30日搭乘SpaceX猎鹰重型火箭从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心升空，目标是前往距离地球约160万公里的日地第二拉格朗日点L2。NASA原本按照5年主要任务加5年延长任务的标准，为望远镜准备了10年的推进剂储备。不过，实际任务执行情况远比预期理想，使大量原本用于轨道机动的燃料得以保存下来。

其中最关键的一次节省来自发射后的首次中途轨道修正。罗曼望远镜在8月31日进行首次大型轨道修正时，发动机工作结果与预期轨迹的匹配程度超过99%，最终只消耗了约40磅，也就是18公斤的肼燃料，而任务团队在发射前为这次操作预留的燃料额度高达441磅，也就是200公斤。换句话说，这次修正实际消耗的推进剂不到原计划的10%。

之所以能够如此大幅节省燃料，首先得益于猎鹰重型火箭极其精准的发射。火箭将罗曼送入太空后的初始飞行轨迹非常接近理想路线，因此望远镜自身不需要进行大幅度修正。随后，罗曼自身的导航和推进系统又准确执行了这次规模很小的修正操作。

NASA戈达德太空飞行中心主任Jamie Dunn表示，轨道动力学团队进行了周密规划，任务运行团队执行准确，再加上SpaceX实现了精准发射，使罗曼目前拥有至少22年的潜在科学运行燃料。

另一个重要原因是罗曼太空望远镜实际发射重量低于设计时的最大重量。NASA早期设计任务时按照约21605磅，也就是9800公斤的保守最大重量进行推进剂预算，以确保即使最终航天器比预期更重，也不会出现燃料不足的问题。

但罗曼最终完工后的实际重量只有17760磅，也就是约8056公斤，比预算最大重量轻了约2吨。由于航天器更轻，完成轨道修正所需的推进剂也更少，因此地面团队能够在发射前将推进剂箱尽可能装满，而不是只装满足10年任务所需的燃料。

最终，罗曼在发射时的总重量约为20224磅，也就是9173.5公斤，仍然比设计允许的最大重量轻了约半吨。更大的燃料储备因此被直接带入太空，为未来长期运行提供了额外保障。

NASA还预计，罗曼本月晚些时候进行的第二次中途轨道修正同样会比原计划节省燃料。第二次修正的规模已经因为第一次修正的精准执行而大幅降低，望远镜随后将在12月初进行最后的轨道机动，进入围绕L2运行的最终轨道。目前的计算显示，这两次操作预计都会消耗少于原先预算的推进剂，因此最终可能进一步增加罗曼未来能够用于科学观测的燃料储备。

罗曼抵达L2之后，推进系统的主要工作将转变为定期进行轨道维持。为了保持在目标轨道上，望远镜大约每28天需要进行一次小规模姿态和轨道修正。此外，它还需要定期利用推进器卸载反作用飞轮积累的动量，以维持望远镜精准指向目标的能力。这些操作所需燃料远低于前往L2过程中的大型轨道机动。

燃料的大幅节省也意味着NASA短期内几乎没有必要考虑为罗曼执行补给任务。实际上，罗曼从项目设计之初就被考虑过未来在太空中进行补给。NASA甚至在望远镜底部安装了专门的抓取接口，并配备反射器和外部参考标记，以便未来的机器人补给飞船能够接近、捕获并对接望远镜。

罗曼也是NASA首批从设计阶段就考虑未来在轨补给能力的大型科学望远镜之一。其推进剂加注口周围的隔热材料经过特殊设计，可以方便机器人打开和重新关闭。NASA项目经理Jackie Townsend表示，虽然罗曼的可维修程度远远无法与哈勃太空望远镜相比，但目前已经具备未来执行自动化交会、捕获、对接和补给任务所需要的基本条件。

不过，目前美国还没有能够前往距离地球约160万公里L2位置、专门为罗曼执行补给的现成航天器。美国一些企业正在开发轨道补给卫星，但目前主要面向低地球轨道和地球同步轨道任务。因此，即使未来罗曼真的需要补充推进剂，NASA仍需要等待相关技术和商业服务进一步成熟。

除了推进系统之外，罗曼目前的其他设备状态也令人满意。望远镜于9月1日打开了光学系统的孔径盖，使星光首次能够照射到主镜。NASA随后开始对望远镜和科学仪器进行一系列检查。

NASA官员表示，目前所有初步检查结果都很好。罗曼的广域成像仪已经获得了早期数据，其18个探测器的状态均正常，镜面和探测器正在按照预期逐步降温，连接、电流以及其他基础测试也全部通过。另一台用于直接成像系外行星的日冕仪同样在初步检查中表现良好。NASA预计，随着望远镜完成后续调试并真正获得“第一束光”，罗曼将正式进入科学观测阶段。

罗曼太空望远镜耗资约43亿美元，其主要任务是研究暗能量、暗物质以及宇宙大尺度结构，同时寻找太阳系外行星。它的广域成像能力尤其强大，虽然单张图像的分辨率与哈勃太空望远镜相近，但视场却达到哈勃的约100倍。按照NASA的说法，哈勃可能需要100年才能完成的天空观测范围，罗曼有望在大约一个月内完成。

罗曼搭载的广域仪器拥有18个近红外探测器，其成像能力相当于一台约3亿像素的巨型相机。通过快速、大范围地扫描天空，科学家可以绘制星系团以及遍布宇宙的物质和暗物质丝状结构，并借此研究推动宇宙加速膨胀的神秘力量——暗能量。

如果目前的燃料估算最终得到验证，罗曼太空望远镜将拥有至少22年的潜在科学运行能力，其任务周期甚至可能延续到2040年代末。这不仅意味着NASA可以用同一台望远镜获得更长时间跨度的宇宙观测数据，也意味着科学家能够长期追踪暗能量、暗物质和系外行星等研究对象，从而显著扩大这座新一代旗舰天文台能够完成的科学任务范围。