不可能完成的任务？一台太空望远镜正在坠落，看 NASA 如何大胆营救

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翻译：刘海牧

校对：王茸

审阅：缪征一

美编：张荣娜

后台：李子琦

https://www.space.com/space-exploration/launches-spacecraft/no-one-thought-it-was-going-to-be-possible-a-space-telescope-is-falling-out-of-space-this-is-nasas-daring-plan-to-save-it

美国国家航空航天局（NASA）的尼尔·格雷尔斯·雨燕天文台正逐渐偏离轨道坠落。NASA已制定一项大胆的计划，利用由Katalyst Space公司建造的航天器对其进行拯救。

图源：NASA

20多年来， NASA的“雨燕”太空天文台一直在轨道上开展丰富的科学研究，寻找宇宙中最剧烈爆炸——伽马射线暴的迹象。如今，随着轨道逐渐偏离，它正向地球坠落，注定将在今年年底前在一场烈火中消亡。

但情况或许还有转机。

NASA正在筹划一项大胆的救援任务——“雨燕推进”（Swift Boost）任务，这在人类航天史上尚属首次。该计划要求由亚利桑那州Katalyst Space公司建造的一艘未经测试的航天器，与“雨燕”天文台进行交会对接并对其轨道进行提升，而该天文台在设计之初完全没有考虑过对接功能。这一切都必须在天文台坠回地球之前完成。

如果一切顺利，Katalyst公司的空间拖船（名为“Link”）将把”雨燕”天文台提升到更高、更安全的轨道，从而为这台老旧空间望远镜的任务延长数年寿命。发射已正式定于6月27日，届时“Link”将搭乘最后一枚飞马座XL（Pegasus XL）火箭升空，这是一款由Northrop Grumman公司建造的火箭。

“坦率地说，我必须承认：此前没有人认为这会成为可能，没有人想到我们能走到今天这一步。” NASA天体物理学部门主管肖恩·多马加尔-戈德曼（Shawn Domagal-Goldman）在6月17日接受记者采访时表示。

最引人注目的是，这项任务成型并筹备完毕的速度之快。

在这张艺术概念图中展示的，是正绕地球运行并探索瞬息万变宇宙的NASA“雨燕”太空天文台。这台于2004年发射升空的太空望远镜如今正不断坠离轨道，其在轨服役的时光已屈指可数。

图源：NASA 戈达德航天飞行中心概念图像实验室

就在2025年9月， NASA选中了Katalyst公司，在3000万美元的预算内建造一艘能够提升雨燕轨道的航天器。那是九个月前。而现在，这艘完工的“Link”航天器，配备了三个机械臂、三个霍尔主推力器以及一套其他仪器，已经装载在飞马座XL火箭上，并固定在L-1011“观星者号”载机腹部，准备前往位于南太平洋瓜加林环礁的发射场。

“在过去的九个月里，我们经历了一张白纸到最终成型的全过程。现在，这艘航天器已经与飞机上的火箭完成组装，正整装待发前往瓜加林准备发射。对于该项目而言，这绝对是一个前所未有的研发周期。”Katalyst Space公司“Link”项目首席研究员基兰·威尔逊（Kieran Wilson）表示。

然而， NASA想要成功拯救“雨燕”（Swift）太空天文台，这种“迅速”（swift）的任务可以说是至关重要的。（注：swift既是这个太空天文台的名字，同时也有迅速的意思）

6月8日，Katalyst Space 公司的“Link”航天器在弗吉尼亚州的 Wallops 飞行基地等待封装入Northrop Grumman公司的飞马座XL火箭中。

图源：NASA/Ron Beard

2004年，“雨燕”（全称为尼尔·格雷尔斯·雨燕天文台，以其已故首席研究员的名字命名）发射升空，执行一项预算达2.5亿美元的任务，旨在观测天空中宇宙内部的伽马射线暴及其他高能天体物理现象。在距离地球约600公里的初始轨道上，它宛如一个静默的哨兵，随时准备以空前的速度快速转向并锁定新目标。

“‘雨燕’旨在研究伽马射线暴，这种短促的高能闪光在短短几秒钟内释放的能量，比太阳一生释放的还要多，在这方面它取得了巨大成功，已经探测到了2000多个此类源头，其触角一直延伸到可观测宇宙的边缘。”该项目首席研究员布拉德·森科（Brad Cenko）告诉记者。

森科表示，正是得益于“雨燕”的观测，科学家们才得以确凿无疑地证实，我们所知的重元素，包括你现在身上佩戴的首饰中闪闪发光的黄金和铂金，都是由这些宇宙中的剧烈爆炸事件锻造而成的。原本预计只能在轨道上运行两年，而如今它已平稳走过第二个十年，且依然处于良好的健康状态。当然，除了正在“逐渐偏离轨道坠落”这部分。

要知道，“雨燕”自身并没有配备推进器或任何形式的动力系统。而这些年来，太阳活动的加剧使得地球大气层发生膨胀，从而对“雨燕”产生了超出预期的阻力，导致其不断从初始轨道向下跌落。

去年，项目团队意识到这台太空望远镜的坠落速度超出了预期。如果不实施救援任务，它将在今年夏天结束前坠毁在地球上。

“如果是一颗普通的卫星偏离轨道坠落，那倒也无妨，但这绝非普通的航天器。这是一台在天体物理学领域拥有独特观测能力的天文台……它动作敏捷，能够划过夜空快速转向，去搜寻那些在黑夜中爆发的宇宙奇观。”多马加尔-戈德曼表示。

“因此我们决定，是的，这次我们一定要去拯救它，正是因为它的特殊性。”他补充道。

艺术效果图：在轨道提升任务中，Katalyst Space公司的“Link”航天器正在接近并捕捉“雨燕”太空天文台。

图源：Katalyst Space Technologies

要想成功拯救“雨燕”，这艘“Link”航天器必须保证每一个环节都万无一失。

这艘重达425公斤的航天器将于6月27日发射进入初始测试轨道，并进行一系列检查，以确保其基础系统（三个主发动机、16个反推力控制器、太阳能电池阵列以及机械臂）均运行正常。

“我们将进行为期数周的试运行，之后就会开始调整姿态和轨道，以便接近‘雨燕’。”威尔逊表示。

一旦“Link”进入“雨燕”的轨道，它将执行一系列近距离操作并进行对接，随后在几个月的时间里将这台太空天文台提升回初始轨道。森科表示，如果一切按计划顺利进行，“雨燕”最快有望在今年秋季恢复科研工作。（自今年2月以来，该望远镜一直处于低功耗模式，以尽可能减缓轨道衰减速度。）

如果“Link”任务成功，“雨燕”在太空中的寿命有望再延长五年或更久。与此同时，“Link”则将与天文台分离，并主动离轨坠回地球，以这种方式宣告自身任务的结束。

“这一切都充满挑战且风险巨大，许多航天器研发周期更长、资金投入也更多，却因为一些极其普通的原因而宣告失败。”威尔逊表示。

许多看似微不足道的细节，都可能导致满盘皆输。

威尔逊举例说，比如“Link”上的太阳能电池阵列可能会发生故障。他还补充道，“雨燕”已经在轨道上运行了太久，其表面的保护性隔热毯可能已经像玻璃一样脆弱，一旦“Link”的机械臂抓取时，就可能会发生碎裂。

4月15日，Katalyst Space公司的工程师们正在对“Link”航天器进行固定，随后它被送入Goddard 航天飞行中心的振动试验舱中。

图源：Scott Wiessinger

再者就是太阳的隐患。正是由于太阳活动的加剧，才让“雨燕”陷入了如今的险境，而这种活动目前仍在持续。事实上，如果太阳在“Link”赶到之前爆发一场重大的太阳风暴，那么”雨燕”恐怕距离在劫难逃也就仅剩一步之遥了。

按照目前的轨迹，“雨燕”预计将在10月前跌落至300公里以下的低轨道。一旦到了那个地步，其高度对于“Link”来说可能就太低了，难以实施救援。一场突如其来的太阳风暴也可能会加速这一坠落进程，但NASA依然抱有希望。

“就目前而言，我们认为‘雨燕’在未来几个月内仍将保持足够高的轨道高度，这让Katalyst Space的团队有极大的机会去捕捉它并帮我们提升轨道。”森科表示。

Katalyst Space正是将赌注押在了未来航天器在轨服务和寿命延长的市场需求上。本周，该公司成功筹集了1200万美元的资金，用于研发一款功能更强大的航天器，命名为“Nexus”。该公司计划利用该航天器“将卫星服务拓展至多轨道、多任务的在轨作业”。

“在过去十年左右的时间里，我们已经非常擅长向太空发射航天器，Katalyst 的出现，正是为了彻底告别那种‘一次性使用’的旧模式，并开启一个全新的时代。”Katalyst 负责战略合作伙伴关系的副总裁罗伯特·拉蒙塔涅表示。

“Nexus”任务的首次测试飞行最快有望于2027年发射。其目标是一颗名为“Rooster”（公鸡）的美国太空军卫星，该卫星位于地球上方35,786公里（22,236英里）的地球静止轨道上，其高度远高于“雨燕”太空天文台。这项名为”Nexus-1”的任务将于明年搭乘“阿里安6号”（Ariane 6）火箭发射升空。

责任编辑：杨宜修

牧夫新媒体编辑部

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