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Il telescopio spaziale Nancy Grace Roman ha carburante per almeno 22 anni di osservazioni scientifiche, il doppio di quanto la NASA avesse messo in conto in fase di progetto. La conferma è arrivata lunedì dall’agenzia americana, che ha spiegato come la traiettoria seguita dall’osservatorio dopo il lancio sia stata talmente centrata da permettere un risparmio enorme di propellente.
Il progetto, costato circa 4 miliardi di euro, prevedeva inizialmente di riempire i quattro serbatoi del telescopio Roman con abbastanza idrazina da garantire cinque anni di vita operativa, più un’eventuale estensione di altri cinque. Una stima volutamente prudente. Gli ingegneri sapevano benissimo che un lancio preciso e una prima manovra di correzione eseguita alla perfezione avrebbero lasciato riserve abbondanti.
Telescopio Roman: un lancio centrato al millimetro
Il Falcon Heavy di SpaceX è decollato dal Kennedy Space Center in Florida il 30 agosto, immettendo l’osservatorio su una rotta che lo porterà a circa un milione e mezzo di chilometri dalla Terra, dove entrerà in un’orbita quasi alone attorno al punto di Lagrange L2 del sistema Sole Terra. Il viaggio durerà all’incirca tre mesi.
La precisione dell’inserimento ha fatto la differenza. La prima grande accensione dei propulsori di controllo, eseguita un giorno dopo il lancio, ha bruciato appena 18 chilogrammi di idrazina a fronte dei 200 chilogrammi previsti nei piani pre volo. “Grazie alla pianificazione impeccabile del nostro team di dinamica orbitale, all’esecuzione brillante del team operativo e a un lancio preciso di SpaceX, Roman ha carburante per almeno 22 anni di potenziali operazioni scientifiche”, ha dichiarato Jamie Dunn, direttore del Goddard Space Flight Center della NASA.
Un copione già visto con il James Webb, che nel 2021 ottenne un allungamento simile della vita operativa dopo un lancio perfetto a bordo di un Ariane 5 europeo.
“Ringrazio SpaceX per averci messo esattamente in mezzo. Ci aiuterà sulle prestazioni di lunga durata, su quanto potremo restare a L2 e sulla nostra capacità di posizionamento”, ha spiegato Amit Kshatriya, amministratore associato della NASA, durante un intervento al Glenn Space Technology Symposium dell’American Astronautical Society.
Più leggero e più pieno del previsto
C’è un secondo motivo dietro l’abbondanza di propellente. Roman è partito nove mesi prima della data fissata nella revisione di conferma del 2020 ed è risultato anche più leggero del previsto, due circostanze piuttosto rare nella storia delle missioni scientifiche NASA. A costruzione ultimata pesava 8.056 chilogrammi, quasi due tonnellate sotto il limite massimo consentito. Questo ha permesso alle squadre di terra di caricare 290 galloni di idrazina, circa 1.100 litri, che alimentano i 24 propulsori distribuiti all’esterno dell’osservatorio. Al momento del decollo, a serbatoi pieni, la massa complessiva era di 9.173,5 chilogrammi, ancora mezza tonnellata sotto il tetto.
“La massa di un veicolo spaziale cambia durante la progettazione e la costruzione, quindi calcoliamo il budget di propellente su un valore massimo fisso per non ritrovarci a corto”, ha detto Alison Rao, responsabile della propulsione di Roman al Goddard. “Dato che quella di Roman era inferiore a quanto preventivato, abbiamo potuto riempire i serbatoi fino alla capienza massima invece di limitarci a quanto serviva per il requisito dei dieci anni.”
Una seconda correzione di rotta è prevista entro la fine del mese, poi a inizio dicembre arriverà la manovra decisiva per l’inserimento nell’orbita finale attorno a L2. Secondo le proiezioni attuali entrambe consumeranno meno carburante del previsto. Dopodiché i propulsori eseguiranno accensioni di mantenimento ogni 28 giorni circa e serviranno anche a scaricare periodicamente il momento angolare accumulato dalle sei ruote di reazione.
Il rifornimento può aspettare
Il risparmio riduce la probabilità che la NASA debba organizzare a breve una missione di rifornimento. Il propellente resta la risorsa che limiterà la vita dell’osservatorio, e fin dall’inizio l’agenzia aveva imposto che Roman fosse rifornibile in orbita. Sotto la struttura è stato installato un attacco di presa simile a quelli usati dai bracci robotici della Stazione Spaziale Internazionale e dello Space Shuttle, insieme ad aiuti alla navigazione come un retroriflettore e punti di riferimento esterni.
“Roman non è neanche lontanamente riparabile come lo era Hubble, ma abbiamo tutto il necessario per consentire il rendezvous, la cattura e l’attracco con un ipotetico veicolo di servizio”, ha spiegato Jackie Townsend, project manager della missione al Goddard. La coperta termica attorno alla porta di rifornimento è stata progettata apposta per essere aperta con facilità da un robot e ha una chiusura magnetica che ne semplifica la richiusura.
Al momento nessun veicolo di servizio esistente sarebbe in grado di raggiungere una distanza simile dalla Terra. Diverse aziende statunitensi stanno sviluppando satelliti per il rifornimento in orbita bassa e geostazionaria, soprattutto per la Space Force, mentre l’anno scorso due veicoli cinesi hanno completato il primo trasferimento di propellente tra satelliti in orbita geosincrona.
Nel frattempo tutto il resto funziona. Il telescopio ha aperto il coperchio dell’apertura il 1 settembre, lasciando arrivare per la prima volta la luce delle stelle sullo specchio primario. Il Wide Field Instrument, dotato di 18 rivelatori nel vicino infrarosso, ha già restituito i primi dati e produrrà immagini paragonabili a quelle di una fotocamera da 300 megapixel, con la stessa risoluzione di Hubble ma un campo visivo 100 volte più ampio. Anche il coronografo per l’imaging diretto degli esopianeti si è comportato bene nei controlli preliminari. “Quando arriverà la prima luce sarà una gran festa”, ha detto Kshatriya.
