你可能也好奇过,一颗在太空工作了21年的老卫星,到底还能不能"续命"?最近,NASA用一场3000万美元的救援任务给出了一个有点尴尬的答案:救援者自己先失控了。
7月下旬,刚进入太空不到一个月的轨道提升器"链接"(LINK),突然开始不受控制地旋转,一度达到每秒约9度。工程师发现,它搭载的3只反作用轮里已有2只无法正常工作,部分冷气推进系统也出现故障。而它此行的任务,原本是去援救另一艘航天器——NASA的格雷尔斯雨燕天文台(Swift)。
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8月19日,NASA正式宣布:由于LINK持续存在姿态控制问题,将不再尝试捕获Swift,也不会执行原定的轨道抬升。一场耗资3000万美元的太空救援,至此基本宣告失败。
Swift正在坠向地球
Swift是一台2004年发射的空间天文台,已经绕地球运行超过20年。它正在缓慢坠向地球——不是因为它老了、坏了,而是因为一个有点反直觉的原因:大气阻力。
Swift运行在近地轨道,这里虽然已接近真空,却仍残留着极其稀薄的大气。航天器每绕地球飞行一圈,都会与这些粒子发生碰撞,损失一点点速度,轨道也随之缓慢下降。Swift自身又没有配备可用于维持轨道的推进系统,因此从2004年发射至今,它已经从最初约600千米的高度下降了两百多千米。
轨道越低,大气越稠密,它受到的阻力会越来越强,下降速度也随之加快。预计将在2026年晚些时候再入大气层。
为什么NASA这么舍不得它?
Swift独特的工作方式,让它成为天文学界难以替代的存在。20世纪90年代末,伽马射线暴是天文学家最难捕捉的目标之一。这种爆发可以在短时间内释放惊人的能量,却出现得毫无预兆,往往只会持续几秒甚至更短。
卫星通常会首先探测到爆发,但等天文学家确定位置、通知其他望远镜,再把镜头转过去,最宝贵的观测阶段往往已经结束。Swift因此被设计得格外"敏捷"——它搭载着3台分工明确的望远镜,从发现异常到转身盯住现场,往往只需要几十秒到一两分钟。
这种"快速赶到现场"的能力至今仍难有替代。随着薇拉·鲁宾天文台等大规模巡天项目投入运行,天文学观测越来越擅长捕捉天空中突然出现的异常,同时也更需要其他望远镜立即跟进。而雨燕几乎是目前唯一能够如此快速完成后续观测的设施。
然而,在天文学家越来越需要它的时代,它偏偏要被迫退役了。
太阳活动加速了倒计时
这场倒计时原本并没有这样紧迫。NASA在2023年11月曾为雨燕进行过轨道预测,不同模型给出的结果差异很大:有些认为Swift可能在几年内再入大气,也有模型认为它能够坚持到21世纪30年代。
然而,随着2024年太阳进入活动极大期,而且比预期更加活跃,倒计时的齿轮突然被飞快拨动。增强的太阳活动会加热地球高层大气,使它向外膨胀,Swift遭遇的大气阻力也随之增加。
到2025年1月,NASA的预测迅速收敛,几乎所有模型都指向同一个结果:如果不采取行动,Swift很可能在2026年再入大气层。原本或许还有数年的时间,突然只剩下一年多。
一场豪赌式救援
为了赶在那之前挽救它,NASA在2025年与美国催化太空科技公司签下一份价值3000万美元的合同,希望在不到一年的时间里造出轨道提升器LINK。按照最初计划,从签约到发射只有约9个月——而这类航天任务通常都需要数年时间进行研发和测试。
更棘手的是,Swift诞生于20多年前,当时的工程师并没有考虑有一天会有机器人飞过来给它"续命",因此航天器上既没有标准的服务接口,也没有预留抓取点。LINK必须先飞到Swift附近,对它进行近距离拍摄,再决定3条机械臂究竟应该抓在哪里。
而抓住只是第一步,随后LINK还需带着比自己大得多的Swift缓慢抬升轨道。整个过程计划持续数月,任何意外的受力、姿态变化或者碰撞,都可能伤害这台仍然可以工作的天文台。这也是NASA从一开始就把这次任务称为一次"高风险、高回报"的尝试。
它赌的不仅仅是Swift的寿命
长期以来,多数航天器从设计之初就没有考虑过维修:发射、工作,最后耗尽寿命,被废弃在轨道上,等待坠入大气层烧毁。LINK的任务,原本是想打破这种"一次性使用"的模式——如果它能成功抓住并推动一台没有预留接口的老卫星,就意味着未来许多退役航天器或许都有机会获得"延寿"服务,而不是直接变成太空垃圾。
但如今,随着LINK自身失控,这场尝试暂时画上了句号。Swift的命运,仍然悬在它缓慢下降的轨道上。
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