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NASA启动史无前例太空救援,拯救即将坠落的Swift空间天文台

市场资讯 06.21 11:15

(来源:IT之家)

IT之家 6 月 21 日消息,二十多年来,美国国家航空航天局(NASA)的雨燕空间天文台(Swift space observatory)一直在轨道上开展大量前沿科研工作,搜寻宇宙中最强能量爆发 —— 伽马射线暴的踪迹。如今,受轨道衰减影响,这座天文台将在今年年底坠入地球大气层,在烈火中终结使命。

但事情或许尚有转机。NASA 正在筹备一项大胆的救援任务,这是人类太空史上从未尝试过的行动:雨燕抬升任务。该计划由亚利桑那州加泰利斯特太空技术公司(Katalyst Space Technologies)打造一艘未经实地验证的航天器,在雨燕天文台坠落地球前,与其完成轨道交会对接,而这座天文台从设计之初就不具备对接功能。

如果一切顺利,加泰利斯特公司的太空拖船(命名为“链路号”)将把雨燕天文台抬升至更高、更安全的轨道,让这台年久的空间望远镜再多服役数年。本次发射正式定档 6 月 27 日,链路号将搭乘最后一枚飞马座 XL 空射运载火箭升空,该火箭由诺斯罗普 · 格鲁曼公司研发。

“坦白说,说实话:没人曾觉得这件事能办成。”NASA 天体物理学分部主任肖恩 · 多马加尔-戈德曼于当地时间 6 月 17 日在现场向媒体表示,“谁也想不到我们如今能推进到这一步。”

本次任务最令人瞩目的一点,是整个项目落地速度之快。

在 2025 年 9 月,NASA 才选定加泰利斯特公司,拨款 3000 万美元(IT之家注:现汇率约合 2.04 亿元人民币)建造能抬升雨燕天文台的航天器,距今不过九个月。如今,完工的链路号航天器搭载三条机械臂、三台主霍尔推进器以及全套配套仪器,已封装在飞马座 XL 火箭内,固定在 L-1011“观星者”载机机身下方,即将启程前往南太平洋夸贾林环礁发射场。

“过去九个月里,我们从零图纸起步,造出了如今已整合至火箭、搭载在飞机上、整装待发前往夸贾林发射场的航天器。”加泰利斯特太空公司链路号项目首席研究员基兰 · 威尔逊在采访中说道,“这样的研发周期,在同类项目中史无前例。”

而这份堪称“神速”的研发进度,恰恰是 NASA 拯救雨燕天文台的关键。

雨燕天文台(全名为尼尔 · 盖雷尔斯雨燕天文台,为纪念项目首任首席研究员命名)于 2004 年由 NASA 发射,整项任务耗资 2.5 亿美元(现汇率约合 16.97 亿元人民币),用于全天搜寻伽马射线暴以及宇宙中其他高能天体物理现象。它最初运行在距地球约 600 公里的轨道上,如同一位静默哨兵,能以前所未有的速度快速调转观测镜头锁定新目标。

“雨燕天文台的设计初衷就是研究伽马射线暴:这类转瞬即逝的高能闪光,短短数秒释放的能量,就远超太阳一生释放的总能量。”雨燕项目首席研究员布拉德 · 岑科周三向记者介绍,“在这一领域它成果斐然,现已探测到超过 2000 个伽马射线暴源,最远可追溯至可观测宇宙的边缘。”

岑科表示,正是依靠雨燕天文台的观测数据,科学家确凿证实:我们身边所有已知的重元素,包括你此刻佩戴首饰中闪闪发光的黄金、铂金,全都诞生于这类宇宙剧烈爆炸事件。雨燕原本仅规划了两年在轨服役期,如今早已迈入第二个十年,设备状态整体良好 —— 唯独面临不断下坠的致命问题。

要知道,雨燕天文台没有任何推进器、整套推进系统一概缺失。多年来,太阳活动加剧带来的空间天气效应让地球大气层膨胀,对雨燕产生的大气阻力远超预期,不断拉扯它偏离初始轨道。

去年,雨燕任务团队发现这台空间望远镜下坠速度比测算的更快。如果没有救援任务介入,它将在今年夏末坠毁地球。

“普通航天器寿终坠落本无可厚非。”多马加尔-戈德曼说,“但雨燕绝非普通航天器。它拥有独一无二的天体观测能力…… 这座‘敏捷天文台’能快速扫过整片夜空,捕捉宇宙中转瞬即逝的剧烈爆发现象。”

“所以我们这次下定决心,一定要救下它,它的价值无可替代。”他补充道。

想要靠加泰利斯特的链路号航天器完成救援,每一步都不能出错。

这艘重 425 千克的航天器将于 6 月 27 日进入初始测试轨道,开展一系列设备自检,确认三台主发动机、16 台姿态控制推进器、太阳能帆板、机械臂等核心系统全部运转正常。

“我们会进行数周的在轨调试,完成后启动变轨机动,逐步靠近雨燕天文台。”威尔逊介绍。

链路号抵达雨燕轨道后,将开展一系列近距离轨道操作,完成对接,随后耗时数月逐步将这座天文台抬回原始运行轨道。岑科称,若计划顺利推进,今年秋季雨燕就能恢复科学观测工作。(自今年 2 月起,该望远镜已切换至低功耗模式,尽可能延缓轨道衰减。)

一旦链路号救援任务成功,雨燕天文台有望再获得至少五年在轨寿命。而链路号自身会与雨燕分离,受控再入大气层,主动坠落地球,完成自身使命。

“整个任务充满挑战与风险。”威尔逊坦言,“不少投入更多资金、研发周期长得多的航天器,都曾因一些微不足道的小故障宣告失败。”

很多简单环节都可能出岔子。

威尔逊举例,链路号的太阳能帆板有可能发生故障;此外,雨燕在轨运行二十余年,外层防护隔热毯可能脆如玻璃,一旦链路号机械臂夹持,极易碎裂。

除此之外还有太阳活动的隐患。当初正是太阳活动加剧,才让雨燕陷入下坠危机,而这类活动至今仍在持续。事实上,倘若在链路号抵达之前爆发大规模太阳风暴,雨燕可能直接迎来报废结局。

按现有测算,雨燕将在 10 月跌至 300 公里高度,一旦低于该高度,链路号将无力抵达实施救援。突如其来的太阳风暴会加速坠落进程,但 NASA 方面仍持乐观态度。

“目前我们判断,未来数月雨燕轨道高度仍足够高,加泰利斯特团队有充足机会完成交会、抬升作业。”岑科表示。

加泰利斯特公司十分看好未来航天器在轨维护、延寿服务的市场需求。本周,该公司完成 1200 万美元(现汇率约合 8146.8 万元人民币)融资,用于研发性能更强的“纽带号”航天器,计划将卫星维护业务拓展至多轨道、多任务场景。

“过去十余年间,我们已经十分擅长把航天器送入太空。”加泰利斯特战略合作副总裁罗伯特 · 拉蒙塔涅说,“加泰利斯特的目标,就是终结这种‘发射即丢弃’的旧模式,开启全新太空运维时代。”

纽带号首次试飞任务预计 2027 年发射,目标是美国太空军一颗名为“雄鸡号”的地球同步轨道卫星,该卫星运行在距地面 35786 公里的高空,轨道远高于雨燕天文台。纽带一号任务将于明年搭乘阿丽亚娜 6 号火箭升空。

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