O telescópio espacial Nancy Grace Roman, da NASA, ainda nem chegou à órbita planejada ao redor do segundo ponto de Lagrange do sistema Sol-Terra (L2), mas sua missão acaba de ganhar uma perspectiva muito mais longa. Graças à economia de combustível durante as primeiras etapas da viagem, a sonda pode permanecer realizando observações científicas por até 22 anos.
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A previsão original era de cinco anos de observações iniciais, seguidos por mais cinco anos de uma missão estendida. Agora, a missão completa pode chegar a 22 anos.
“Como resultado do planejamento excepcional de nossa equipe de dinâmica orbital, da execução brilhante da equipe de operações e de um lançamento preciso pela SpaceX, o Roman tem combustível para pelo menos 22 anos de potenciais operações científicas”, afirmou Jamie Dunn, diretor do Goddard Space Flight Center, da NASA.
Como o Roman economizou combustível
- O combustível é o único recurso consumível do Roman e, portanto, é o principal fator que limita a duração da missão. Uma série de fatores permitiu que a NASA revisse a expectativa;
- O primeiro deles foi a precisão do lançamento. O foguete Falcon Heavy, da SpaceX, realizou uma queima precisa para colocar o Roman na trajetória de saída da órbita baixa da Terra. Quanto mais precisa essa etapa, menos combustível é necessário posteriormente para corrigir a trajetória da espaçonave;
- Outro fator foi o peso real do telescópio. Durante o desenvolvimento, a NASA utiliza um valor máximo estimado para calcular a quantidade de propelente necessária e evitar que falte combustível durante a missão. Conforme o projeto avançou, porém, o Roman acabou ficando mais leve do que o previsto.
“Como a massa do Roman era menor do que havíamos calculado, conseguimos encher os tanques de propelente até sua capacidade, em vez de enchê-los apenas com a quantidade necessária para cumprir o requisito de dez anos”, explicou Alison Rao, responsável pela propulsão do Roman no Goddard.
A diferença foi significativa. Em documento de referência de 2015, a massa total prevista para a espaçonave era de 4.166 kg, com apenas 107 kg de propelente. Anos depois, com o amadurecimento do projeto, a massa prevista havia chegado a 9,8 mil kg.
Quando foi lançado, porém, o Roman pesava 8.056 kg. Como os tanques tinham espaço adicional, a menor massa permitiu carregar mais combustível.
Segundo o estudo dos recursos da missão, esse combustível extra pode representar cerca de quatro anos adicionais de observações.
Primeira correção consumiu menos de 10% do previsto
Outro ganho veio da primeira correção de trajetória realizada após o lançamento. A manobra ocorreu em 31 de agosto e foi concluída com mais de 99% de precisão. Além de ter sido extremamente precisa, ela também se beneficiou do peso menor da espaçonave.
Durante a correção, que durou cerca de três minutos, a NASA utilizou apenas 18 kg de combustível, contra os 200 kg previstos para a manobra. Isso representa menos de 10% da quantidade inicialmente reservada.
A próxima correção de trajetória também deverá consumir menos combustível do que o planejado, justamente porque a primeira manobra foi tão precisa.
A etapa final da viagem também deve contribuir para a economia. A inserção do Roman em sua órbita de halo ao redor do ponto L2 está prevista para ocorrer no início de dezembro e a NASA calcula que essa manobra também exigirá menos combustível do que o previsto inicialmente.
Depois de chegar à órbita, o telescópio precisará apenas de pequenas queimas periódicas para manutenção da trajetória, aproximadamente a cada 28 dias.
Somados, esses fatores podem proporcionar cerca de 12 anos adicionais de observações.
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O que o Roman poderá observar durante esse tempo?
Os primeiros cinco anos da missão serão dedicados principalmente aos chamados Core Community Surveys, incluindo o High-Latitude Time-Domain Survey.
Já os cinco anos previstos originalmente para a missão estendida seriam dominados pelo programa General Observer (GO), que disponibiliza as capacidades de observação do telescópio para uma comunidade mais ampla de astrônomos e astrofísicos.
Cerca de 50 programas candidatos do GO já estão preparados. A NASA ainda não informou como utilizará os aproximadamente 12 anos adicionais de observações, mas o programa deve responder por uma parcela significativa desse período. As pesquisas principais também poderão receber tempo adicional.
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O Roman ainda possui um coronógrafo, instrumento que funciona como demonstrador tecnológico para uma futura missão destinada à busca de planetas. Caso o equipamento tenha bom desempenho, ele também poderá ser utilizado durante os anos adicionais da missão.
De WFIRST a Nancy Grace Roman
O telescópio foi inicialmente chamado de WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), mas posteriormente recebeu o nome Nancy Grace Roman, em homenagem à primeira chefe de astronomia da NASA.
O projeto original previa um espelho de 1,5 metro. Durante o desenvolvimento, porém, o telescópio acabou recebendo um espelho de 2,4 metros, originalmente projetado para um satélite de reconhecimento.
Depois de anos de mudanças no projeto e discussões envolvendo financiamento e objetivos científicos, o Roman se aproxima agora da fase de operações.
Ao chegar ao ponto L2, a espaçonave passará pelos processos de comissionamento e testes antes do início das observações científicas.
Rodrigo Mozelli
Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.
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