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NASA Swift望远镜救援任务受挫,轨道服务面临挑战

2026-07-30 03:30 Lee Billings, Eric S Scientific American 阅读 0
核心摘要: 美国国家航空航天局(NASA)的尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特(Neil Gehrels Swift)天文台因太阳活动加剧,轨道快速衰减,面临坠入地球大气的风险。为挽救这一运行近22年的伽马射线暴研究利器,K

NASA Swift望远镜救援任务受挫,轨道服务面临挑战

美国国家航空航天局(NASA)的尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特(Neil Gehrels Swift)天文台,这一在伽马射线暴及其他宇宙爆炸研究领域服役近22年的关键工具,正面临严峻的生存危机。由于太阳活动加剧,Swift望远镜的轨道衰减速度超出预期,正加速坠向地球大气层。NASA已暂停其观测任务,若无干预,这台科学产出丰硕的太空观测站可能在今年晚些时候在大气层中焚毁。

为挽救Swift,NASA委托亚利桑那州的初创公司Katalyst Space Technologies,耗资3000万美元紧急开发了轻量级在轨导航与运动(Lightweight In-Space Navigation and Kinematics, LINK)服务航天器。LINK从合同授予到发射仅用了九个月时间,于七月初成功升空。其核心任务是与地球上方约350公里处的Swift望远镜交会,利用其配备的三只机械臂捕获望远镜,随后通过氙气推进器提升其轨道,从而延长Swift的服役寿命。

然而,这项史无前例的救援任务自身却陷入了困境。根据NASA周二发布的一份声明,LINK航天器在调试阶段遭遇了严重的潜在任务终结性故障。它开始失控旋转并一度失去通信。目前,其三个机载反应轮中有两个已停止工作,一套用于精细姿态控制的小型推进器也失去了部分功能。反应轮负责控制航天器的姿态,而小型推进器则用于精确导航,两者对于LINK安全地与未设计为在轨捕获的Swift望远镜进行交会对接至关重要。

这一挫折不仅危及Swift望远镜的命运,也对未来机器人航天器在轨服务非设计维修卫星的能力验证构成了挑战。这项技术一旦成功,将能显著延长昂贵太空任务的寿命。NASA表示,故障发生在上周末,此前LINK已成功完成了太阳能电池阵列部署和氙气推进器测试等初步调试里程碑。

Katalyst公司目前正尝试利用LINK的氙气推进器来稳定航天器的旋转姿态。该公司在其网站声明中表示,初步的纠正性操作正在按预期进行,尽管这项工作预计将持续数天。Katalyst还指出,LINK的其他主要子系统运行正常。然而,任何接近和捕获Swift的尝试仍需至少数周时间。

如果Katalyst能够成功稳定LINK,他们计划调整航天器的软件以规避失效的硬件。随后,Katalyst和NASA将共同决定LINK是否足够健康,可以安全地接近Swift。Katalyst公司表示:“任务仍在进行中。我们仍然相信,通过这些调整,LINK有可行的途径与Swift交会。”

Swift望远镜凭借其独特的能力,能够探测突发的宇宙爆发,并迅速调整姿态,利用其紫外、光学和X射线传感器聚焦观测这些转瞬即逝的现象,因此被认为是天体物理研究中不可或缺的资源。随着智利的维拉·C·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)和NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)等巡天观测站未来开始发现更多需要快速后续观测的瞬变现象,Swift的实用价值将进一步提升。

历史上,NASA的航天飞机在其服役期间执行了多次在轨维修任务,其中最著名的是对哈勃空间望远镜的五次飞行。然而,这些任务都依赖宇航员进行精细的手动操作,并在出现问题时能够及时响应。而LINK则必须完全依靠机器人技术来完成这种轨道上的精密操作——这是一项雄心勃勃的测试,旨在验证机器是否能承担过去由宇航员完成的工作。

Swift项目首席研究员、NASA戈达德空间飞行中心的天体物理学家布拉德·琴科(Brad Cenko)今年早些时候对《科学美国人》表示:“如果成功,其科学效益将是巨大的。这几乎就像是一项新任务,但你只需花费从头开始建造和发射新望远镜的一小部分成本就能获得它。”


参考文献: Lee Billings, Eric Sullivan. Rescue mission to save NASA’s Swift space telescope is imperiled in orbit. Scientific American, 2026; DOI: xxxxx
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