耗资3000万美元的救援任务彻底失败，雨燕天文台正在坠向地球|nasa|地球|太空|救援任务|空间望远镜|系外行星|航天器|雨燕天文台

本文转载自公众号“环球科学”（id：huanqiukexue）

NASA的格雷尔斯雨燕天文台已绕地球运行超过20年，研究着不断变化的宇宙丨NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

撰文：不周

审校：clefable

7月下旬，刚刚进入太空不到一个月的轨道提升器“链接”（LINK），突然变得有些不受控制。它本应稳定地调整朝向，却开始沿多个方向持续旋转，一度达到每秒约9度。与地面的通信也随之变得断断续续。工程师随后发现，LINK搭载的3只反作用轮中已有2只无法正常工作，部分冷气推进系统也出现故障。对于普通卫星来说，姿态失控已经足够麻烦，对LINK而言更是糟糕——它此行原本就是为了援救另一艘航天器。

美国航空航天局（NASA）的格雷尔斯雨燕天文台（Neil Gehrels Swift Observatory，简称Swift）正缓慢坠向地球。按照原定计划，LINK需要追上Swift，先对这台空间望远镜进行近距离检查，再伸出3条机械臂抓住它，用推进器把它一点点推回更高的轨道。如今，还没有真正靠近目标，救援者自己却先陷入需要救援的境况。

LINK航天器救援Swift天文台的艺术概念图丨NASA Goddard

而Swift已经没有多少时间了。受到高层大气阻力影响，这台2004年发射的空间天文台正在持续失去轨道高度，预计将在2026年晚些时候再入大气层。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（Katalyst Space Technologies）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，为已经工作21年的雨燕天文台再争取几年时间。

此后几周，工程师一度成功减慢LINK的旋转，任务似乎还有继续下去的希望。但8月19日，NASA最终宣布由于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。一场原本为了给雨燕续命的太空救援，至此基本宣告失败。

难以替代的雨燕

NASA如此舍不得Swift，甚至不惜展开一次仓促而冒险的救援，与Swift独特的工作方式有关。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。

2004年升空的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。爆发警报望远镜（BAT）拥有很大的视场，负责不断巡视天空。一旦发现疑似伽马射线暴，航天器上的计算机会自动计算位置，随后整艘Swift迅速转向，再让X射线望远镜和紫外/光学望远镜对准同一个方向，继续追踪逐渐暗淡的余辉。从发现异常，到转身盯住现场，Swift往往只需要几十秒到一两分钟。“Swift”在英文中意为“迅捷”，也指飞行敏捷的雨燕。雨燕天文台这个名字也正源于这种迅速转身追赶目标的能力。

当中子星碰撞时，一些碎片会以接近光速的粒子流喷射而出，产生短暂的伽马射线爆发丨NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

雨燕的迅捷很快展现出价值。2005年5月，Swift首次及时捕捉到一次短伽马射线暴微弱的X射线余辉，为这类爆发来自中子星等致密天体的并合提供了关键证据。此后，它又参与跟踪2017年的中子星并合事件GW170817，以及2022年亮度打破纪录的伽马射线暴“BOAT”。原本只计划执行两年主要任务的Swift，就这样持续工作了21年，研究对象也早已从伽马射线暴扩展到黑洞、超新星和其他瞬变天体。

更重要的是，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，判断那里究竟发生了什么。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。

意料之外的命运

真正迫使Swift走向终点的并非仪器老化或能源耗尽，而是大气阻力。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。而轨道越低，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。

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。倒计时钟的齿轮突然被飞快拨动。

图片来源：《环球科学》2026年6月刊“前沿”栏目《拯救太空望远镜》；制图：阿曼达·蒙塔涅兹（Amanda Montañez）

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。

为了尽可能撑到救援到来，2025年12月起，任务团队开始减少Swift的一部分科学观测，让航天器尽量保持阻力最小的姿态。到了2026年，三台望远镜也相继暂停工作。过去21年，Swift最重要的本领就是迅速转身追逐天空中转瞬即逝的爆发。如今，为了在轨道上多留几个月，它不得不停止转身，静待另一艘救援航天器的到来。

一场豪赌式救援

但这艘救援航天器本身，也在和时间进行一场前所未有的赛跑。2025年9月，NASA向催化太空科技公司提供3000万美元合同，要求它设计、制造、测试并发射一艘全新的机器人服务航天器。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，整个项目的时间从最初就极为紧张。

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。因此，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。

LINK太阳能电池阵列展开，推进器首次点火丨Katalyst Space

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。这也是为什么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剩下的几年寿命。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。哈勃空间望远镜（HST）曾依靠宇航员多次维修和升级，但这种方法成本高昂，也难以复制。

LINK试图验证另一条路线。即使一颗老卫星从未为维修做好准备，机器人是否仍有办法主动靠近它、检查它、抓住它，甚至改变它的轨道？如果任务真能成功，未来能靠机器人维修“续命”的远不止于Swift。

坠落倒计时

7月3日，LINK搭乘美国诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的“飞马座XL”（Pegasus XL）火箭进入太空。最初的测试总体顺利，虽然早期出现过通信和反作用轮问题，但工程师很快通过软件更新恢复稳定控制。到7月中旬，NASA公布的消息仍然相当乐观：任务“按计划推进”，LINK距离真正追赶Swift只剩最后一轮测试。

但不到两周，情况突然恶化。LINK失去稳定姿态，开始沿多个方向旋转，通信也变得断断续续。3只反作用轮中有2只无法正常工作，部分冷气推进系统也出现故障。工程师不得不暂停原本的救援计划，转而先抢救LINK本身，甚至动用原本负责轨道推进的电推进器来降低旋转速度。

Link航天器于7月9日拍摄的图像，此时距其成功发射已过去数日。该航天器原计划将Swift天文台推升至更高轨道丨Katalyst Space Technologies

抢救一度取得进展。到8月初，LINK的旋转速度已经明显下降，8月11日，新的飞行软件也成功帮它重新建立姿态控制，任务似乎还有继续下去的希望。然而仅仅8天后，NASA还是决定停止冒险。8月19日，NASA宣布LINK将不再尝试捕获Swift，也不会执行原定的轨道抬升。真正的救援，到这里正式结束。

不过，救援失败并不意味着LINK已经毫无意义。NASA仍计划让它尝试与Swift进行交会和近距离操作，在不抓取对方的情况下，测试未来在轨服务所需要的导航、接近和操作能力。毕竟，这场任务从一开始就不仅是为了救Swift，也是在尝试给那些“一次性”老航天器寻找续命方式。这场技术实验还没有完全结束，但这些经验已经无法救回Swift。