南希·格雷斯·罗曼空间望远镜，是NASA第一台在设计之初就考虑了在轨加注燃料的天文台。
NASA 的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜，正沿着一条极其精准的轨道飞向它遥远的观测点，精准到工程师们估算它携带的燃料，足以支撑比原计划长一倍的使用时间。NASA在本周一证实了这一消息。
南希·格雷斯·罗曼空间望远镜正准备被封装进SpaceX猎鹰重型火箭的有效载荷整流罩内。罗曼望远镜上为未来可能的在轨加注任务而安装的抓取固定装置可见于右下角。
图源：SpaceX
这台造价43亿美元的天文台，其四个燃料箱原本的设计目标，是保障至少5年的基础任务寿命，外加一次可能的5年延期。但这其实是一个偏保守的估计，NASA 官员心里清楚，只要发射精度足够高、入轨后的第一次轨道修正机动执行得足够完美，罗曼望远镜就有机会攒下相当可观的燃料余量。
01
—精准入轨带来的额外红利
NASA 戈达德航天飞行中心主任杰米·邓恩在一份新闻稿中表示，得益于轨道动力学团队的精心规划、运控团队的出色执行，以及 SpaceX 精准的发射，罗曼望远镜如今储备的燃料足以支撑至少22年的科学观测任务。
无独有偶，詹姆斯·韦布空间望远镜当年也是因为2021年那次近乎完美的欧洲阿丽亚娜5号火箭发射，同样收获了一份意外的“寿命红利”。
罗曼望远镜于8月30日从 NASA 肯尼迪航天中心搭乘 SpaceX 猎鹰重型火箭升空，开启了一项旨在拓展人类宇宙视野的观测任务。它的望远镜与科学仪器，将为天文学家提供与哈勃空间望远镜同等分辨率的天图，但视场却是哈勃的100倍，哈勃需要一个世纪才能观测完的天区，罗曼一个月就能扫完。
天文学家期待罗曼开阔的视野，能帮助人类洞悉宇宙中最大尺度的结构。它搭载的“宽视场仪器”配备了18个近红外探测器，成像效果相当于一台3亿像素的相机。凭借广阔的观测范围，罗曼将能绘制出星系团，以及贯穿宇宙的物质与暗物质纤维状结构的分布图，这有望帮助科学家进一步研究暗能量，那股驱动宇宙加速膨胀、至今仍充满谜团的神秘力量。
02
—发射精度堪称“正中靶心”
猎鹰重型火箭把罗曼望远镜送上了一条通往地球以外100万英里处的轨道，之后它将进入围绕日地L2拉格朗日点，地球引力与太阳引力达到平衡的位置，运行的“准晕轨道”。抵达L2大约需要三个月的飞行时间。
NASA 表示，这次发射的精度非常之高，以至于入轨一天后由罗曼自身控制推进器执行的首次大机动，只消耗了18公斤（40磅）联氨燃料，远低于发射前预留的200公斤（441磅）额度。
NASA 副局长阿米特·克沙特里亚，本周二在美国宇航学会格伦航天技术研讨会上发表演讲时说道，他要感谢 SpaceX 把飞行器精准送入了轨道中线的位置，这将有助于罗曼在L2的长期驻留表现，也会提升其未来的定位能力。
罗曼望远镜的发射时间，比 NASA 在2020年任务确认评审时定下的计划提前了9个月，发射重量也比原计划更轻，这两点在 NASA 科学任务的历史上都相当罕见。
03
—轻了两吨，多加了燃料
这台天文台完工时的实际重量为8056公斤，比其允许的最大重量轻了大约两吨。这让肯尼迪航天中心的地面团队，得以往罗曼的燃料箱里多加注了290加仑联氨，比任务设计早期工程师们的预期还要多。这些联氨将为分布在观测台外部的24台推进器供给燃料。
一位 NASA 发言人向 Ars 透露，发射时加满燃料的罗曼观测台总重为9173.5公斤（20224磅），仍比其重量上限轻了半吨。除了多带的燃料之外，罗曼较轻的整体质量，也意味着发射次日执行轨道修正机动时，推进器不需要点火太久。
NASA 戈达德中心罗曼推进系统负责人艾莉森·饶解释说，航天器的质量在设计和建造过程中会不断变化，所以团队会按照一个设定的最大值来编制推进剂预算，以免燃料不够用；在集成和测试阶段，团队也会持续根据实际质量跟踪所需的推进剂量，为的是留出一些余地。由于罗曼最终的实际质量低于预算值，团队因此得以把燃料箱加到满载，而不是仅仅按照10年任务需求来加注。
本月晚些时候，罗曼还将执行第二次轨道修正，为其在12月初的最后一次机动做准备，届时它将正式进入L2的最终轨道。NASA 表示，根据目前的预测，这两次机动预计都会比计划消耗更少的燃料，这或许还能为未来的科学任务再省下一些余量。
此后，罗曼的推进器大约每28天还要执行一次轨道保持机动，同时也会周期性地利用推进系统，为其六个反作用轮，通常负责控制望远镜指向，卸载积累的动量。
04
—在轨加注：暂时用不上，但已经备好
这次超出预期的燃料结余，也降低了 NASA 短期内需要派遣加注任务的可能性。燃料，本就被认为是罗曼望远镜寿命的关键限制因素，因此 NASA 在项目研发之初，就要求这台观测台具备可加注燃料的能力。
NASA 此前已有为空间望远镜提供在轨服务的经验：航天飞机曾五次造访哈勃望远镜，执行过包括修复视觉缺陷、日常维护，以及加装更先进科学仪器在内的多项任务。由于哈勃本身没有推进系统，来访的航天飞机同时也承担了为其提升轨道高度的工作。
为了迎接未来可能的无人服务任务，工程团队在罗曼望远镜底部安装了一个抓取装置，其设计与国际空间站及航天飞机机械臂所用的抓取机构类似。此外，罗曼还配备了反射镜和外部参考点等导航辅助设备，用于引导服务航天器完成最终阶段的靠近操作。
罗曼项目经理杰基·汤森德表示，尽管罗曼的可维护程度远不及哈勃望远镜，但对接、抓取所需的一切条件都已具备，这正是安装抓取装置的意义所在；她还提到，早在2020年项目正式立项时，团队就被要求把加注燃料作为重点方向，因此加注口周围的隔热包覆层，也做了专门设计，方便未来机器人服务器更容易打开操作。汤森德告诉 Ars，这层包覆材料还采用了磁性闭合结构，便于机器人反复开合。
目前尚没有任何服务航天器，具备飞抵罗曼所在的百万英里外位置的能力。美国有几家公司正在研发面向低地球轨道和地球同步轨道的加注卫星，主要服务对象是美国太空军；而中国的两颗航天器去年已完成对接，实现了地球同步轨道上首次卫星间燃料加注。
05
—其余系统运转良好
克沙特里亚，这位 NASA 级别最高的文职官员表示，自发射以来两周多的时间里，罗曼望远镜上的其余设备都运转良好。9月1日，望远镜打开了孔径盖，星光首次照射到了它的主镜上。
他说，各项初步检测结果都很正常，几天前团队还拿到了宽视场仪器传回的数据，18个探测器的镜面和电荷耦合器件（CCD）都在按预期正常降温，团队也进行了假电流测试以确认连接状态正常，18个探测器全部呈现绿色（正常）状态，这个结果令人相当满意。罗曼另一台专门用于系外行星直接成像的日冕仪，在前期检测中同样表现良好。
克沙特里亚说，等到“首光”那一刻真正到来，团队一定会好好庆祝一番。
参考
[1]https://live.spacedaily.com.cn/roman/
https://arstechnica.com/space/2026/09/the-roman-telescope-has-enough-gas-for-22-years-double-nasas-expectations/
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