Zusammenfassung:
Kurz nach dem Start des römischen Weltraumteleskops Nancy Grace der NASA erhielt es gute Nachrichten, die die Erwartungen weit übertrafen. Aufgrund der äußerst genauen Startbahn, des weit unter dem Budget liegenden Treibstoffverbrauchs für die erste Umlaufbahnkorrektur und des tatsächlichen Gewichts des Teleskops, das unter dem ursprünglichen Designwert liegt, schätzt die NASA derzeit, dass der vom römischen Weltraumteleskop mitgeführte Treibstoff die wissenschaftliche Beobachtungsmission mindestens 22 Jahre lang unterstützen kann, was mehr als dem Doppelten der ursprünglich geplanten 10-Jahres-Lebensdauer entspricht.
Das römische Weltraumteleskop wurde am 30. August 2026 an Bord einer SpaceX Falcon Heavy-Rakete vom Kennedy Space Center in Florida, USA, mit dem Ziel gestartet, zum zweiten Lagrange-Punkt L2 von Sonne und Erde zu fliegen, etwa 1,6 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die NASA bereitete ursprünglich eine zehnjährige Treibstoffreserve für das Teleskop vor, basierend auf einer fünfjährigen Hauptmission und einer fünfjährigen erweiterten Mission. Die tatsächliche Missionsleistung war jedoch weitaus besser als erwartet, sodass eine große Menge Treibstoff eingespart werden konnte, der ursprünglich für Orbitalmanöver verwendet wurde.
Eine der größten Einsparungen ergab sich aus der ersten Korrektur der Umlaufbahn in der Mitte des Fluges nach dem Start. Als das römische Teleskop am 31. August seine erste groß angelegte Bahnkorrektur durchführte, stimmten die Arbeitsergebnisse des Triebwerks zu mehr als 99 % mit der erwarteten Flugbahn überein. Am Ende verbrauchte es nur etwa 40 Pfund oder 18 Kilogramm Hydrazin-Kraftstoff. Das Missionsteam hatte vor dem Start bis zu 441 Pfund oder 200 Kilogramm Treibstoff für diesen Einsatz reserviert. Mit anderen Worten: Der durch diese Korrektur tatsächlich verbrauchte Treibstoff betrug weniger als 10 % des ursprünglichen Plans.
Der Grund dafür, dass so erhebliche Treibstoffeinsparungen erzielt werden können, liegt vor allem im äußerst präzisen Start der Falcon Heavy-Rakete. Die anfängliche Flugbahn der Rakete, nachdem Roman ins All geschickt wurde, lag sehr nahe an der Idealroute, sodass am Teleskop selbst keine größeren Korrekturen vorgenommen werden mussten. Anschließend führte Romans eigenes Navigations- und Antriebssystem diese kleine Korrekturoperation präzise durch.
Jamie Dunn, Direktor des Goddard Space Flight Center der NASA, sagte, dass das Orbitaldynamikteam eine sorgfältige Planung durchgeführt, das Missionsbetriebsteam genau ausgeführt und SpaceX präzise Starts erzielt habe, sodass Roman derzeit über mindestens 22 Jahre potenziellen Treibstoff für den wissenschaftlichen Betrieb verfügt.
Ein weiterer wichtiger Grund ist, dass das tatsächliche Startgewicht des römischen Weltraumteleskops niedriger ist als das maximale Designgewicht. Als die NASA die Mission in einem frühen Stadium entwarf, basierte das Treibstoffbudget auf einem konservativen Maximalgewicht von etwa 21.605 Pfund oder 9.800 Kilogramm, um sicherzustellen, dass selbst wenn das endgültige Raumschiff schwerer als erwartet wäre, kein Problem mit Treibstoffmangel auftreten würde.
Aber das tatsächliche Gewicht von Roman betrug nach der Fertigstellung nur 17.760 Pfund, was etwa 8.056 Kilogramm entspricht und etwa 2 Tonnen weniger als das geplante Maximalgewicht. Da das Raumschiff leichter ist und weniger Treibstoff benötigt, um die Umlaufbahnkorrektur abzuschließen, können Teams am Boden die Treibstofftanks vor dem Start so voll wie möglich füllen, anstatt nur den Treibstoff aufzufüllen, der für eine 10-Jahres-Mission erforderlich ist.
Letztendlich betrug das Gesamtgewicht von Roman beim Start etwa 20.224 Pfund bzw. 9.173,5 Kilogramm und war damit immer noch etwa eine halbe Tonne leichter als das maximal zulässige Gewicht des Entwurfs. Dadurch werden größere Treibstoffreserven direkt in den Weltraum gebracht, was zusätzliche Sicherheit für den zukünftigen Langzeitbetrieb bietet.
Die NASA erwartet außerdem, dass Romans zweite Umlaufbahnkorrektur in der Mitte des Kurses später in diesem Monat ebenfalls Treibstoff einsparen wird als ursprünglich geplant. Die Größe der zweiten Korrektur wurde aufgrund der präzisen Ausführung der ersten Korrektur erheblich reduziert, und das Teleskop wird dann Anfang Dezember letzte Orbitalmanöver durchführen, um in seine endgültige Umlaufbahn um L2 einzutreten. Aktuelle Berechnungen zeigen, dass beide Operationen voraussichtlich weniger Treibstoff verbrauchen als ursprünglich geplant und so die Treibstoffreserven von Roman, die für zukünftige wissenschaftliche Beobachtungen genutzt werden können, weiter erhöhen könnten.
Nachdem Roman auf L2 angekommen ist, wird sich die Hauptaufgabe des Antriebssystems auf die regelmäßige Wartung der Umlaufbahn verlagern. Um am Ziel zu bleiben, muss das Teleskop etwa alle 28 Tage kleine Lage- und Umlaufbahnkorrekturen vornehmen. Darüber hinaus müssen regelmäßig Triebwerke eingesetzt werden, um den vom Reaktionsschwungrad angesammelten Impuls zu entladen, damit das Teleskop weiterhin in der Lage ist, genau auf das Ziel auszurichten. Diese Operationen erfordern weitaus weniger Treibstoff als die großen Orbitalmanöver auf dem Weg zu L2.
Die erheblichen Treibstoffeinsparungen bedeuten auch, dass die NASA kaum darüber nachdenken muss, kurzfristig eine Nachschubmission für Roman durchzuführen. Tatsächlich hat Roman von Beginn des Projektentwurfs an über zukünftige Nachschublieferungen im Weltraum nachgedacht. Die NASA hat sogar eine spezielle Greifschnittstelle an der Unterseite des Teleskops installiert, die mit Reflektoren und externen Referenzmarkierungen ausgestattet ist, damit zukünftige robotische Versorgungsraumfahrzeuge sich dem Teleskop nähern, es erfassen und daran andocken können.
Roman ist außerdem eines der ersten großen wissenschaftlichen Teleskope der NASA, das bereits in der Entwurfsphase zukünftige Nachschubmöglichkeiten im Orbit berücksichtigt. Die Isolierung rund um die Treibstoff-Einfüllöffnung ist speziell dafür konzipiert, dass sich der Roboter leicht öffnen und wieder schließen lässt. Jackie Townsend, Projektmanagerin bei der NASA, sagte, dass die Reparaturfähigkeit von Roman zwar bei weitem nicht mit der des Hubble-Weltraumteleskops vergleichbar sei, es aber derzeit über die Grundvoraussetzungen verfüge, die für die Durchführung automatisierter Rendezvous-, Fang-, Andock- und Nachschubmissionen in der Zukunft erforderlich seien.
Allerdings verfügen die Vereinigten Staaten derzeit nicht über ein fertiges Raumschiff, das zur L2-Position in etwa 1,6 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde fliegen und dort gezielt Nachschub für Roman leisten kann. Einige Unternehmen in den Vereinigten Staaten entwickeln orbitale Versorgungssatelliten, aber derzeit zielen sie hauptsächlich auf Missionen im erdnahen Orbit und im geosynchronen Orbit ab. Selbst wenn Roman in Zukunft Treibstoff ergänzen muss, muss die NASA daher noch darauf warten, dass relevante Technologien und kommerzielle Dienste weiter ausgereift sind.
Neben dem Antriebssystem ist auch der aktuelle Zustand der übrigen Ausrüstung von Roman zufriedenstellend. Das Teleskop öffnete am 1. September die Aperturabdeckung des optischen Systems und ließ so erstmals Sternenlicht auf den Hauptspiegel fallen. Anschließend begann die NASA mit einer Reihe von Inspektionen des Teleskops und der wissenschaftlichen Instrumente.
Beamte der NASA sagten, dass alle bisherigen Inspektionsergebnisse gut seien. Lohmanns Wide-Area-Imager hat erste Daten erhalten. Seine 18 Detektoren sind alle im Normalzustand. Die Spiegel und Detektoren kühlen wie erwartet allmählich ab. Verbindungs-, Strom- und andere grundlegende Tests wurden alle bestanden. Ein weiterer Koronograph, der zur direkten Abbildung von Exoplaneten entwickelt wurde, schnitt bei vorläufigen Inspektionen ebenfalls gut ab. Die NASA geht davon aus, dass Roman offiziell in die wissenschaftliche Beobachtungsphase eintreten wird, sobald das Teleskop die anschließende Fehlerbehebung abgeschlossen hat und tatsächlich das „erste Licht“ erhält.
Das römische Weltraumteleskop kostet etwa 4,3 Milliarden US-Dollar. Seine Hauptaufgabe besteht darin, dunkle Energie, dunkle Materie und die großräumige Struktur des Universums zu untersuchen und nach extrasolaren Planeten zu suchen. Seine großflächigen Bildgebungsfähigkeiten sind besonders leistungsstark. Obwohl die Auflösung eines einzelnen Bildes der des Hubble-Weltraumteleskops ähnelt, ist sein Sichtfeld etwa 100-mal so groß wie das des Hubble-Weltraumteleskops. Nach Angaben der NASA wird Roman den Himmelsbeobachtungsbereich, für den Hubble 100 Jahre benötigen könnte, in etwa einem Monat fertigstellen.
Das von Roman getragene Weitbereichsinstrument verfügt über 18 Nahinfrarot-Detektoren und seine Bildgebungsfähigkeit entspricht einer riesigen Kamera mit etwa 300 Millionen Pixeln. Indem Wissenschaftler den Himmel schnell und über große Gebiete scannen, können sie Galaxienhaufen und Filamente aus Materie und dunkler Materie im gesamten Universum kartieren und dunkle Energie untersuchen, die mysteriöse Kraft, die die beschleunigte Expansion des Universums antreibt.
Wenn die aktuellen Treibstoffschätzungen letztendlich bestätigt werden, wird das römische Weltraumteleskop eine potenzielle wissenschaftliche Betriebsfähigkeit von mindestens 22 Jahren haben, und sein Missionszyklus könnte sich sogar bis in die späten 2040er Jahre erstrecken. Dies bedeutet nicht nur, dass die NASA dasselbe Teleskop nutzen kann, um kosmische Beobachtungsdaten über einen längeren Zeitraum zu erhalten, sondern auch, dass Wissenschaftler dunkle Energie, dunkle Materie, Exoplaneten und andere Forschungsobjekte über einen langen Zeitraum verfolgen können, wodurch der Umfang der wissenschaftlichen Aufgaben, die dieses Flaggschiff-Observatorium der neuen Generation erfüllen kann, erheblich erweitert wird.
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