ローマン宇宙望遠鏡、燃料の余りで寿命が22年に——宇宙望遠鏡の寿命を決めているもの

2026.09.16
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2026年8月30日にフロリダから打ち上げられたNASAの新型宇宙望遠鏡「ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡」について、9月14日にNASAから思いがけない発表がありました。設計上の寿命は10年だったのに、積んでいる燃料で見ると少なくとも22年ぶんの観測ができそうだ、というものです。

望遠鏡はまだ目的地の軌道にも着いていません。地球を離れて2週間ほどの時点で、寿命が倍以上に伸びたことになります。しかも理由は「新しい部品を足した」でも「設計を変えた」でもなく、打ち上げとその後の軌道修正が予定よりずっとうまくいったから。ここでは、その数字を追いながら、宇宙望遠鏡の寿命がそもそも何で決まっているのかを見ていきます。

宇宙望遠鏡の寿命を決めているもの

ローマンは、ハッブル宇宙望遠鏡と同じ直径2.4メートルの鏡を持ちながら、一度に写せる空の広さがハッブルの赤外線カメラのおよそ100倍という望遠鏡です。ダークエネルギー（宇宙の膨張を加速させている正体不明のもの）の調査や、太陽系の外にある惑星の大量発見が目的で、5年の主ミッションに5年の延長を足した10年が、当初の計画寿命でした。

この「10年」は、鏡やカメラの耐久年数ではありません。燃料の量です。

ローマンが向かっているのは、地球から太陽と反対の方向に約150万キロメートル離れた「ラグランジュ点L2」という場所です。ここでは太陽と地球の重力がつり合い、望遠鏡は地球と一緒に太陽のまわりを回りながら、いつも太陽と地球を背にして観測できます。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡やESAのユークリッドも同じ場所にいます。

ただし、このつり合いは「坂の頂上にボールを置いた」ような不安定な状態で、放っておくとじわじわ位置がずれていきます。だからL2にいる望遠鏡は、定期的に小さくエンジンを噴いて位置を直し続ける必要があります。ローマンの場合は28日に1回ほど。この噴射に使う燃料が、機体で唯一の「使ったら減るもの」です。

ハッブルは地上からわずか550キロメートル上を回っていたので、スペースシャトルで5回も修理に行けました。150万キロメートル先のローマンには、そういう手段がありません。燃料が尽きたら位置を保てなくなり、それがミッションの終わりになります。だから設計チームは、10年ぶん噴射できる燃料を積む、という形で寿命を決めていました。

燃料が余った三つの理由

NASAの発表は、増えた12年を「4年、4年、4年」の三つに分けて説明しています。順番に見ていきます。

一つめは、機体が予定より軽かったこと。宇宙機の重さは設計と製造の途中で何度も変わるので、燃料の計画は「最大でここまで重くなるかもしれない」という安全側の数字で立てます。ローマンの場合、その上限は9,800キログラム。ところが完成した実機は8,056キログラムで、1,700キログラム以上軽く仕上がりました。軽いぶんロケットに載せられる重さに余裕ができるので、チームは「10年ぶんちょうど」ではなく、タンクいっぱいまで燃料を入れて打ち上げました。この上乗せが、およそ4年ぶんです。

二つめは、8月31日に行った最初の軌道修正です。ロケットは宇宙機をおおよそ正しい方向に投げてくれますが、150万キロメートル先の一点に届くほどの精度はないので、道中で宇宙機自身がエンジンを噴いて進路を直します。この最初の修正のために、チームは200キログラムの燃料を割り当てていました。実際に使ったのは18キログラム。予算の1割にも届かず、しかも修正の精度は99パーセント以上でした。ここでも4年ぶんです。

三つめは、まだこれからの分です。最初の修正がこれだけ正確だったので、9月後半に予定している2回めの修正はごく小さくてすむ見込みで、12月上旬（打ち上げから約100日後）に行うL2への軌道投入も、計画より少ない燃料で済むと見られています。この2回を合わせて、さらに4年ぶんと見積もられています。

NASAゴダード宇宙飛行センター所長のジェイミー・ダン氏は、軌道力学チームの計画と運用チームの実行、そしてスペースXの正確な打ち上げの三つがそろった結果だと説明しています。

3分間の噴射が4年に化けた理由

ここで少し引っかかるのは、「200キログラムの予算で18キログラムしか使わなかった」が、なぜ「4年」になるのかです。節約できたのは182キログラム。この一度の噴射は3分ほどで終わっています。それが年単位の寿命に変わるのは、燃料の使い方に大きな偏りがあるからです。

宇宙機が燃料を大きく使うのは、旅の序盤にまとめてやってくる進路修正と軌道投入です。ここは一度に何十キログラム、何百キログラムという単位で減ります。ところが目的地に着いたあとは、28日に1回、ほんのわずかだけ噴く生活に変わります。1回の量が小さいので、序盤で1個の大玉を節約できると、その燃料は終盤で何十回、何百回ぶんの小さな噴射に化けるわけです。

そしてこの節約は、連鎖します。ファルコン・ヘビーが地球を離れる噴射を正確に決めてくれたから、1回めの修正が小さくて済んだ。1回めが正確だったから、2回めがさらに小さくなる。2回めが小さければ、最後の軌道投入も楽になる。打ち上げ時点の精度の良さが、玉突きのように後ろへ後ろへ効いていって、いちばん後ろにある「L2でどれだけ長く粘れるか」に積み上がっていきます。

機体が軽かったことも、上で書いた「余分に積めた」だけでなく、もう一段効いています。軽い機体は、同じ進路の変更に必要な燃料が少なくて済みます。18キログラムで済んだ理由の一部は、噴射が正確だったことに加えて、動かす相手が予定より軽かったことにもあります。

「22年」の読み方

数字を追ってきて分かるとおり、22年のうち4年ぶんは、まだ実行していない噴射の見積もりです。2回めの修正と軌道投入が計画どおりに進めば、という前提が付いています。1回めの実績を見るとその前提は堅そうですが、確定は12月の軌道投入を終えてからになります。

もう一つ、NASAの言い方は「少なくとも22年ぶんの科学観測ができる燃料がある」です。燃料以外の要素、たとえば検出器の劣化や姿勢を制御する部品の寿命、そして毎年の予算が22年間つき続けるかどうかは、この発表には含まれていません。もともと5年の延長ミッションも「予算がつけば」という条件付きでした。燃料の上限が10年から22年に動いたことで、寿命を決める要因が燃料以外のものに移った、というのが正確なところです。

増えた12年の使い道

当初の計画では、最初の5年の大半を「コア・コミュニティ・サーベイ」という、あらかじめ決められた広域観測に使い、延長ミッションの5年は「ジェネラル・オブザーバー（GO）」と呼ばれる公募観測が中心になる予定でした。GOは、世界中の天文学者が観測提案を出し、選ばれたものが実行される仕組みです。すでに50件ほどの候補プログラムが待っているとされています。

増えた12年をどう配分するかは、NASAはまだ発表していません。GOに多く回る可能性が高いと見られていますが、広域サーベイを深める方向にも使えます。ローマンには、系外惑星を直接写すための「コロナグラフ」という試験装置も載っていて、これがうまく動けば、将来の惑星探査ミッションに向けた実験を長く続けられることにもなります。

ローマンは9月に主カメラの電源も入り、12月のL2到着後に本格的な調整期間に入ります。観測が始まるのはそのあとです。打ち上げがうまくいっただけで観測できる年数が倍以上に伸びるというのは、宇宙望遠鏡の寿命が「望遠鏡としての出来」ではなく「燃料の残量」で決まっているからで、その仕組みを一つの実例としてきれいに見せてくれた発表でした。

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