NASA пытается сохранить обсерваторию Neil Gehrels Swift Observatory, чья орбита быстро снижается из-за атмосферного торможения. По контракту на $30 млн компания Katalyst Space Technologies должна до 1 июня запустить сервисный аппарат Link, сблизиться со Swift, захватить его и поднять выше. Без этого спутник, вероятно, войдёт в атмосферу ещё до конца года. Миссия решает две задачи: сохранить обсерваторию стоимостью около $500 млн и проверить, пригодно ли коммерческое орбитальное обслуживание для спасения действующего государственного спутника, не рассчитанного на сервисные операции.
Источник изображения: nasa.gov
Обсерватория Swift работает на низкой околоземной орбите с ноября 2004 года. Аппарат предназначен для обнаружения гамма-всплесков — самых мощных взрывов в известной Вселенной, возникающих при гибели массивных звёзд с образованием чёрных дыр, а также при слиянии нейтронных звёзд и чёрных дыр. Затухающее излучение после такого гамма-всплеска длится от нескольких секунд до нескольких часов, поэтому научная ценность Swift связана с его способностью быстро разворачиваться на источник излучения до его затухания. До прошлого месяца миссия сохраняла работоспособность и научную продуктивность, а в США нет другого спутника с такими возможностями.
Источник изображения: nasa.gov
Проблема обсерватории связана с потерей высоты. На орбите Swift уже сказывается сопротивление разрежённых внешних слоёв атмосферы. Без подъёма орбиты аппарат неизбежно упадёт на Землю, вероятно, ещё до конца этого года. Ранее ожидалось, что сход может произойти в конце года или в начале 2027 года, однако высокая солнечная активность и сильные геомагнитные бури расширили атмосферу Земли и усилили торможение Swift на орбите.
Источник изображения: katalystspace.com
Для спасения миссии NASA в сентябре прошлого года заключило с Katalyst Space Technologies контракт на $30 млн. Сервисный аппарат Link должен сблизиться со Swift, состыковаться с ним и поднять его орбиту, продлив срок работы обсерватории. Задача осложняется тем, что Swift изначально не проектировали ни для захвата, ни для подъёма орбиты на ходу. Для Katalyst это будет первая стыковка с другим спутником в космосе. На проектирование, испытания и запуск отведено всего 9 месяцев. Запуск назначен на 1 июня. К концу лета или началу осени Swift опустится ниже 320 километров, и при такой высоте компания уже не сможет уверенно контролировать два состыкованных крупных аппарата из-за резкого роста аэродинамического сопротивления.
Источник изображения: katalystspace.com
У Katalyst нет полной визуальной документации по всем ракурсам корпуса Swift. В архивах NASA и Northrop Grumman, построившей спутник, не нашлось финального изображения, позволяющего точно понять, что увидит сервисный аппарат при подходе. Link оснастили тремя роботизированными манипуляторами с захватами, рассчитанными на несколько вариантов контакта. При этом внешние поверхности Swift могли деградировать за 22 года на орбите. Окрашенные элементы могли растрескаться под действием ультрафиолета, а наружная изоляция — стать хрупкой под воздействием атомарного кислорода. После запуска Link потребуется несколько недель на сближение, а датчики на манипуляторах будут искать пригодные для захвата кромки и выступы.
Источник изображения: katalystspace.com
Отдельный фактор риска — это выбор ракеты. Вместо Falcon 9 выбрана Pegasus XL, не летавшая с 2021 года. Решение связано с параметрами орбиты Swift. Обсерватория летает близ экватора, между 20° северной и 20° южной широты, чтобы минимизировать пролёты над Южно-Атлантической аномалией, где повышенная радиация может загрязнять научные наблюдения. Для такой орбиты потребовался бы отдельный запуск Falcon 9 с мыса Канаверал, а стандартные попутные миссии SpaceX не подходят. Аппарат Katalyst слишком тяжёлый и для Rocket Lab. При этом отдельный Falcon 9 обошёлся бы примерно в $65 млн или $70 млн, то есть более чем вдвое дороже всего бюджета миссии. Pegasus подходит по наклонению орбиты, темпу подготовки и грузоподъёмности: до 400 килограммов на нужную орбиту. В 2021 году запуск Pegasus стоил $28 млн. Систему соберут в Калифорнии, затем перебросят на атолл Кваджалейн на Маршалловых Островах, примерно в 1 000 километрах, к северу от экватора, откуда самолёт выпустит ракету прямо в воздухе.