Неудачная, но полезная миссия: опыт NASA и Katalyst Space в обслуживании спутников

Миссия по повышению орбиты обсерватории Нила Гехрелса Swift, организованная NASA в сотрудничестве с компанией Katalyst Space, завершилась без успеха, однако принесла ценнейший опыт, который будет полезен для будущих программ по обслуживанию спутников в космосе. По словам Шона Домаґала-Голдмана, директора отдела астрофизики NASA, "с самого начала это была миссия с высоким риском и высокой наградой". Без вмешательства обсерватория Swift должна была войти в атмосферу к концу 2026 года. Несмотря на то, что завершение миссии Swift станет печальным событием, NASA осознавало, что попытка повышения орбиты будет полезна для агентства на нескольких уровнях — это шаг вперед в технологии обслуживания космических аппаратов, вызов для выполнения беспрецедентных временных рамок и тестирование методов работы со спутниками для продления их времени в низкой околоземной орбите. Обсерватория Swift была запущена в ноябре 2004 года и предназначалась для изучения гамма-всплесков — самых мощных взрывов во Вселенной. За последние два десятилетия обсерватория значительно изменила наше понимание работы Вселенной, исследуя кометы и астероиды в нашей солнечной системе, различные типы космических взрывов и всплески из черных дыр в далеких галактиках. Все спутники в низкой околоземной орбите испытывают сопротивление со стороны атмосферы Земли. Если у них нет двигательных систем, это сопротивление постепенно снижает их высоту. Период повышенной солнечной активности усилил это воздействие на Swift. После принятия решения о возможности повышения орбиты NASA имело всего несколько месяцев для объявления конкурса предложений через Центр совместной инженерии и финансирования концептуальных исследований через программу малых бизнесов и инновационных исследований. В сентябре 2025 года NASA заключило контракт с Katalyst, расположенной в Флагстаффе, штат Аризона, на выполнение этой миссии. У компании было около года на проектирование, строительство, тестирование и запуск спутника, который затем должен был встретиться, захватить и поднять Swift. Спутник LINK стартовал с атолла Кваджалейн в Республике Маршалловы Острова в июле на ракете Northrop Grumman Pegasus XL. Katalyst выбрала Pegasus как лучший вариант запуска для достижения обсерватории в условиях сжатых временных рамок, основываясь на орбитальных и программных потребностях миссии. После успешного выхода в космос и выполнения начальных проверок LINK начал испытывать периодические потери связи и проблемы с управлением ориентацией. После круглосуточного устранения неполадок обеими командами NASA и Katalyst согласовали сокращение миссии. LINK больше не будет пытаться захватить или повысить орбиту Swift, а вместо этого сосредоточится на выполнении серии технологических демонстраций, которые продвинут возможности американской коммерческой индустрии обслуживания. Эти демонстрации включали использование двигательной системы на ксеноне и трех роботизированных рук, которые были разработаны для обеспечения гибкости в отношении того, где LINK мог бы безопасно захватить Swift. NASA официально завершило свое участие в миссии LINK 3 сентября. Спутник вошел в атмосферу 25 сентября. "LINK был создан для решения проблемы, которая не имела простого решения", — сказал Гонхи Ли, генеральный директор Katalyst Space. "Это была амбициозная миссия с агрессивными временными рамками. Хотя мы не достигли всех поставленных целей, за менее чем год мы прошли путь от концепции миссии до запуска и эксплуатации первого коммерческого космического робота. Это основа, на которой мы можем строить". Научные миссии, такие как Swift, требуют много лет на разработку и затем функционируют на орбите десятилетиями. Однако для повышения орбиты Swift самым важным фактором было время. Все решения и принятие рисков зависели от прогнозов, показывающих, что обсерватория опустится до точки невозврата — высоты около 185 миль (300 километров) — осенью 2026 года. Таким образом, миссия по повышению орбиты требовала нового подхода к управлению проектами для NASA. Члены команды Swift в SSMO (Операции космических научных миссий) в Центре космических полетов Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, работали с Katalyst над разработкой этапов и процессов одобрения, которые давали миссии наилучшие шансы на успех, оставаясь при этом достаточно гибкими для быстрого продвижения к запуску. Обе группы получили ценную информацию и отзывы от Инженерного и Центра безопасности NASA при решении вопросов и проблем, возникающих в процессе интеграции и тестирования. "Katalyst была настроена на использование глубокого опыта NASA, чтобы дать себе наилучшие шансы на успешное выполнение беспрецедентной задачи, которую мы им поставили", — сказал Рассел Карпентер, менеджер проекта в SSMO в NASA Годдард. "Миссии, подобные этой, где государственно-частные команды упорно работают над преодолением препятствий, вдохновляют мир, напоминая нам, что стремление к почти невозможному выявляет исключительное в каждом из нас". Пока команды NASA и Katalyst спешили подготовить LINK на земле, операторы полетов в Центре операций миссии Swift, расположенном в Университете штата Пенсильвания в Университи-Парке, пытались удержать Swift на высоте выше критической отметки как можно дольше. Ниже этой отметки любая попытка повышения орбиты становилась все более сложной. В ходе обычной работы команда Пенсильвании отправляет план, который сообщает обсерватории, какие космические объекты и события наблюдать каждый день. Однако в декабре 2025 года операторы начали заменять около 25% этих научных целей на точки на небе, которые минимизировали бы сопротивление, когда Swift был на них направлен. К февралю команда полностью перешла на этот подход. "Несмотря на то, что Swift не выполнял целенаправленные научные наблюдения с середины февраля до конца августа, мы тем не менее продолжали историю инновационных космических исследований и операций Пенсильвании, внедряя новые методы минимизации сопротивления, испытываемого спутником", — сказал Джон Нусек, директор миссии и профессор астрономии и астрофизики в Колледже науки Эберли университета. "Эти изменения купили ценное время для миссии по повышению орбиты и могут быть использованы в будущих миссиях NASA". Команда также не могла направлять обсерваторию слишком близко к Земле, Луне или Солнцу, так как яркость всех трех могла перегреть и повредить инструменты обсерватории. Направление Swift в наиболее обтекаемом положении также наклоняло его слишком близко к атмосфере, где частицы могли столкнуться с телескопами и повлиять на будущие наблюдения. Команда нашла баланс, который позволил поддерживать высоту Swift выше критической отметки в течение нескольких месяцев. "Мы благодарны всем нашим партнерам за невероятное количество времени и преданности, которые они вложили в миссию по повышению орбиты", — сказал С. Брэдли Ченко, главный исследователь Swift в NASA Годдард. "Когда Нил Гехрелс, в честь которого названа обсерватория, проектировал ее, ничего подобного никогда не запускалось. Он бы порадовался, что эта попытка повышения орбиты стала частью наследия Swift, что она позволила NASA попробовать что-то новое и смелое, даже если результат не был гарантирован. Так мы исследуем Вселенную — как команда, учась друг у друга, постоянно продвигаясь вперед."