NASA卫星即将坠落团队紧急救援

Katalyst Space Technologies必须在今夏发射Swift救援任务。

科罗拉多州布鲁姆菲尔德——NASA最古老的天文任务之一Neil Gehrels Swift天文台已经停用一个多月，科学家们正在等待一个开创性的机器人救援任务。

这艘21岁的飞船正在坠落出轨道，NASA官员认为它值得被拯救——前提是价格合适。Swift不像哈勃或韦伯那样的旗舰天文任务，所以不会派宇航员或花几亿美元去救援。哈勃经历过五次航天飞机任务升级，亿万富翁贾里德·艾萨克曼（现任NASA局长）2022年曾提议私人出资维护哈勃，但NASA拒绝了。

Swift可能更适合作为首次商业救援任务的目标。它建造、发射和运营成本约5亿美元（经通胀调整），但比哈勃便宜得多，所以救援失败后果也没那么严重。去年9月，NASA给Katalyst Space Technologies一份3000万美元合同，要求快速建造并发射一颗商业卫星，稳定Swift轨道并延长其任务。

Swift天文台在低地球轨道飞行，大气层最外层仍对卫星产生空气动力影响。飞船2004年11月发射，任务是探测伽马射线暴——已知宇宙中最强大的爆炸。尽管年事已高，天体物理学家仍依赖Swift的多波长仪器来识别和定位伽马射线暴，供其他天文台后续观测。

伽马射线暴毫无征兆地发生，当大质量恒星死亡形成黑洞，或中子星与黑洞合并时出现。其余辉可持续几秒到几小时。科学家需要Swift这样的卫星来发现和研究它们。Swift的独特能力之一是能快速转向指向伽马射线源，在其消失前捕捉到——这也是任务名称的由来。直到上个月，任务仍在运行并产出科学成果，而且没有其他美国卫星能完全复制Swift的能力。

但如果没有助推，Swift飞船肯定会坠落回地球，很可能在今年年底前。这就是Katalyst出场的时候。该公司的机器人服务飞船名叫Link，将尝试与Swift卫星会合并对接，然后提升其高度，让天文台重获新生。

前提是一切按计划进行。

关于这次冒险，有几件事你应该知道。首先，Swift从未被设计成可以被轨道捕获或助推。其次，这是Katalyst第一次尝试与另一颗卫星在太空中对接。第三，NASA给Katalyst的时间表令人望而生畏——只有九个月来建造、测试和发射救援任务，在Swift高度降得太低无法安全会合之前。

"这在技术上真的很有野心，"Katalyst创始人兼CEO Ghonhee Lee说。

发射定于6月1日，几乎容不得出错。到夏末或初秋，Swift将滑落到200英里（320公里）以下，太低了Katalyst无法有信心控制飞船。"两艘大飞船对接在一起，阻力很大，"Lee说。"原本我们以为时间更充裕。"

NASA的目标有两个：第一，展示未来太空探索的重要能力；第二，让Swift免于坠毁，继续其科学观测。

"我们意识到这不可能百分之百保证成功，"Lee说。

当Ars在2月底访问Katalyst时，技术人员正埋头工作，焊接零件、组装太阳能板、准备组件进行环境测试。对于传统政府太空任务，项目可能在发射前几年就处于这个制造阶段。

"这可能不像你预期的那么成熟，"一位公司官员说。"记住，我们五个月前才启动整个项目，按这个标准我们已经进展很快了。"

Katalyst正在用可靠性换取时间。"与其延迟两三个月来确保另外1、2、3、4%的可靠性，不如组装一艘有现实机会完成任务的飞船，"Lee说。"直接发射上去更好。我想NASA理解这一点。"

"这与之前的'不造成伤害'理念形成鲜明对比，"Lee说。"'不造成伤害'是好心态，但我认为它可能扼杀创新，因为你从不冒险尝试任何事。这是操作需求和风险承受能力的完美结合。"

没有人尝试过救援一颗即将再入大气层的卫星。上个月，NASA暂停了Swift大部分科学操作，以减少大气阻力，减缓飞船轨道衰减。地面控制器将让卫星保持最小阻力影响的姿态。

如果Katalyst能在Swift降得太低之前发射救援，工程师们不确定接近飞船时会发现什么。

"开发这个任务的一个大问题是，Swift发射前长什么样，没有太多好信息，"一位Katalyst经理说，我们站在Swift天文台底部的全尺寸模型下面。这是工程师测试机械臂捕获卫星的实验室。

"我们现在看到的这个角度，没有照片显示。我们目前没找到，"经理说。Katalyst翻阅了NASA和制造卫星的诺斯罗普·格鲁曼的档案。"周围有很多东西的照片，但没有一张是在最后封闭时拍的，让你能说'好吧，是的，这就是我们应该期待的。'"

Katalyst的救援飞船有三条带夹具的机械臂，将尝试夹住Swift天文台的任何合适部位。工程师想出了一个设计方案，他们说可以处理多种可能性。

"我们知道这些侧板之一有个散热器，但那在22年前发射前就被漆覆盖了，又经历了22年的紫外线暴露，"经理说。"漆很可能已经开裂剥落，所以不是很好的抓取点。"

卫星外层的绝缘层一直暴露在太空的恶劣环境中，包括原子氧。这可能导致绝缘层像玻璃一样开裂。NASA在哈勃太空望远镜维护任务中发现了这个现象。

"一旦你引发裂缝，它就会蔓延，"经理说。"所以你有这些塑料，现在表现得更像玻璃，可能破碎。很奇怪。"

发射后，救援飞船需要几周才能到达Swift。Katalyst的服务器会缓慢接近，机械臂上的传感器将尝试找到可以抓取的边缘。

"不管怎样，我们会学到很多。我们不知道它确切是什么配置，"经理说。"我们不知道哪些表面可以抓取……所以我们把系统设计得尽可能多功能和稳健。"