O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, está deslizando em direção ao seu posto de observação distante em uma trajetória tão precisa que os engenheiros estimam que a carga de combustível da espaçonave durará o dobro de suas expectativas iniciais, confirmou a agência espacial na segunda-feira.

Os projetistas do observatório de US$ 4,3 bilhões planejaram originalmente carregar propulsor suficiente nos quatro tanques do Roman para uma vida útil mínima de cinco anos, além de uma potencial extensão de missão de cinco anos. Essa era uma estimativa conservadora. Os oficiais da NASA sabiam que um lançamento no alvo e a execução perfeita da primeira manobra de correção de curso pós-lançamento deixariam o Roman com uma reserva robusta de combustível.

"Como resultado do planejamento primoroso da nossa equipe de dinâmica orbital, da execução brilhante da equipe de operações e de um lançamento preciso da SpaceX, o Roman tem combustível para pelo menos 22 anos de potenciais operações científicas", disse Jamie Dunn, diretor do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, em um comunicado à imprensa.

O Telescópio Espacial James Webb recebeu um impulso semelhante em sua vida útil após um lançamento perfeito em um foguete europeu Ariane 5 em 2021. O telescópio Roman foi lançado em 30 de agosto a partir do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida, a bordo de um foguete Falcon Heavy da SpaceX, dando início a uma missão para ampliar nossa visão do Universo.

O telescópio e os instrumentos científicos do Roman fornecerão aos astrônomos imagens do céu com a mesma resolução do Telescópio Espacial Hubble da NASA, mas com 100 vezes o campo de visão. Levaria um século para o Hubble observar o que o Roman verá em um mês.

Os astrônomos esperam que a ampla visão do Roman revele insights sobre as maiores estruturas do Universo. O Instrumento de Campo Amplo do Roman, equipado com 18 detectores no infravermelho próximo, produzirá imagens equivalentes às de uma câmera de 300 megapixels.

Sua ampla área de visualização permitirá que o Roman mapeie aglomerados galácticos, juntamente com os filamentos de matéria e matéria escura que se estendem pelo cosmos. Mapear tanto do céu pode ajudar os astrônomos a estudar a natureza da energia escura, o nome dado pelos cientistas à força evasiva que impulsiona a aceleração do Universo.

O Falcon Heavy lançou o Roman em uma trajetória que o levará a um milhão de milhas da Terra, onde a espaçonave entrará em uma órbita de "quase-halo" ao redor do ponto de Lagrange L2 entre o Sol e a Terra, um ponto de equilíbrio entre a atração gravitacional da Terra e do Sol. Levará cerca de três meses para o Roman alcançar o L2.

O lançamento foi tão preciso que a primeira grande queima com os propulsores de controle do Roman, executada um dia após a missão, consumiu apenas 40 libras (18 quilogramas) de combustível de hidrazina, abaixo da alocação pré-voo de 441 libras (200 quilogramas), afirmou a NASA.

"Agradeço à SpaceX por nos colocar exatamente no centro. Isso vai nos ajudar em termos de desempenho de longo prazo, quanto tempo podemos permanecer no L2, bem como em nossa capacidade de posicionamento", disse Amit Kshatriya, administrador associado da NASA, durante uma palestra na terça-feira no simpósio de tecnologia espacial Glenn da American Astronautical Society.

O Roman foi lançado nove meses antes do cronograma estabelecido pela NASA durante a revisão de confirmação da missão em 2020. Ele também foi lançado mais leve do que o planejado. Ambas as situações são bastante incomuns nos anais das missões científicas da NASA.

O peso real do observatório na conclusão foi de 17.760 libras (8.056 quilogramas), aproximadamente duas toneladas a menos do que seu peso máximo permitido. Isso permitiu que as equipes de solo no Centro Espacial Kennedy carregassem 290 galões de hidrazina nos tanques de combustível do Roman, mais do que os engenheiros anteciparam no início da fase de projeto da missão.

A hidrazina alimenta 24 propulsores espalhados pela parte externa do observatório. No lançamento, o observatório Roman totalmente abastecido pesava 20.224 libras (9.173,5 quilogramas), ainda meia tonelada abaixo de seu limite de peso, disse um porta-voz da NASA ao Ars.

Além do combustível extra, a massa menor do Roman significou que seus propulsores não precisaram acionar por tanto tempo para a manobra de correção de curso no dia seguinte ao lançamento.

"A massa de uma espaçonave muda ao longo do processo de design e construção, então baseamos o orçamento de propulsor em um valor máximo definido para não ficarmos a descoberto", disse Alison Rao, líder de propulsão do Roman na NASA Goddard. "Nós rastreamos o propulsor necessário com base na massa real durante todo o processo de integração e teste também, para garantir que tenhamos margem de manobra. Como a massa do Roman foi menor do que a orçada, conseguimos encher os tanques de propulsor até a sua capacidade, em vez de enchê-los apenas o necessário para o requisito de 10 anos."

Uma segunda correção de curso planejada para o final deste mês dará ao Roman o último pequeno impulso para entrar na posição para outra manobra no início de dezembro, a fim de deslizar para sua órbita final no L2.

"De acordo com as projeções atuais, ambas as manobras usarão menos combustível do que o planejado, economizando potencialmente ainda mais para a ciência futura", declarou a NASA.

Os propulsores do Roman realizarão queimas adicionais de manutenção de estação aproximadamente a cada 28 dias. O observatório também usará seu sistema de propulsão para descarregar periodicamente o momento de suas seis rodas de reação, que normalmente controlam o apontamento do Roman.

As excepcionais economias de combustível da missão reduzem a probabilidade de a NASA ter que enviar uma missão de reabastecimento para o Roman em breve. O recurso limitador da vida útil do observatório provavelmente será o propulsor, e a NASA estabeleceu um requisito no início do desenvolvimento do Roman para que a espaçonave seja reabastecível.

A NASA já fez manutenção em um telescópio espacial antes. Astronautas em cinco voos do Ônibus Espacial visitaram o Hubble para realizar uma série de tarefas, incluindo reparos na visão aberrante do telescópio, trabalhos de manutenção e a instalação de instrumentos científicos mais potentes.

O Hubble não possui um sistema de propulsão, portanto, os Ônibus Espaciais visitantes também impulsionaram a órbita do observatório ao redor da Terra. Os funcionários prepararam o Roman para receber uma potencial missão de manutenção não tripulada.

A NASA anexou um acessório de fixação na parte inferior do Roman, semelhante aos usados pelos braços robóticos na Estação Espacial Internacional e no Ônibus Espacial. O Roman também possui auxílios de navegação — um retrorefletor e pontos de referência externos — para ajudar a guiar uma missão de manutenção na aproximação final.

"Embora o Roman não seja nem de longe tão maleável para manutenção quanto o Telescópio Espacial Hubble foi, nós temos tudo o que é necessário para permitir o encontro, a captura e a acoplagem com um mantenedor hipotético; esse é o objetivo do acessório de fixação", disse Jackie Townsend, gerente de projeto do Roman na NASA Goddard.

"Então, em 2020, quando definimos a linha de base, fomos informados de que nos concentraríamos no reabastecimento. Portanto, a manta ao redor da porta de abastecimento foi projetada especialmente para facilitar a entrada de um robô, caso precisássemos reabastecer", acrescentou Townsend ao Ars.

A manta ao redor da porta de abastecimento também possui um fechamento magnético para simplificar a abertura e o fechamento por um mantenedor robótico. Não há espaçonaves de manutenção disponíveis atualmente que possam viajar para a posição do Roman a um milhão de milhas da Terra.

Várias empresas dos EUA estão desenvolvendo satélites de reabastecimento para uso em órbita terrestre baixa e órbita geoestacionária, principalmente para a Força Espacial dos EUA. Duas espaçonaves chinesas acoplaram no ano passado para realizar o primeiro reabastecimento de satélite para satélite em órbita geoestacionária.

Tudo o mais a bordo do Roman tem funcionado bem por mais de duas semanas desde o lançamento, de acordo com Kshatriya, o funcionário público de maior patente da NASA. O telescópio abriu sua tampa de abertura em 1º de setembro, permitindo que a luz das estrelas caísse em seu espelho primário pela primeira vez.

"Todas as verificações preliminares estão boas", afirmou Kshatriya. "De fato, obtivemos alguns dados sobre o Instrumento de Campo Amplo há alguns dias. Todos os espelhos, todos os CCDs estão resfriando da maneira correta. Fazemos testes de corrente falsa para garantir que estamos obtendo a conectividade certa, etc. Tudo isso está verde em todos os 18 detectores, o que é incrível."

O outro instrumento do Roman, um coronógrafo projetado para a imagem direta de exoplanetas, também teve um bom desempenho durante as verificações preliminares. "Quando obtivermos a primeira luz, será uma grande festa", disse Kshatriya.