一颗重达1.5吨的天文台正在自由落体式下坠,没有推进器、没有对接接口、甚至外壳已经脆如玻璃。你要怎么救?
这就是NASA眼下正在干的事。6月27日,一枚飞马座XL空射运载火箭将从南太平洋夸贾林环礁升空,搭载一艘名为“链路号”的太空拖船,追赶一颗即将在年内坠入大气层的空间望远镜——雨燕天文台。这艘拖船的设计方加泰利斯特太空技术公司,九个月前连一张图纸都没有。
“坦白说,说实话:没人曾觉得这件事能办成。”NASA天体物理学分部主任肖恩·多马加尔-戈德曼在6月17日的媒体会上说,“谁也想不到我们如今能推进到这一步。”
雨燕天文台的价值,在于它能看到别人看不到的东西。2004年发射、耗资2.5亿美元,这颗望远镜专门捕捉伽马射线暴——宇宙中最猛烈的能量爆发,几秒钟释放的能量超过太阳一生总和。二十多年来,它已经探测到超过2000个伽马射线暴源,最远的来自可观测宇宙边缘。雨燕项目首席研究员布拉德·岑科给出过一个让人印象深刻的结论:你手上戴的金戒指、铂金项链里的重元素,全都诞生于这类宇宙爆炸。
但它有个致命硬伤:没有任何推进系统。雨燕最初只规划了两年在轨寿命,如今已迈入第二个十年,设备状态整体良好,但太阳活动加剧导致地球大气层膨胀,大气阻力远超预期,不断把它往低轨道拉扯。去年,任务团队发现下坠速度比测算更快。没有救援的话,今年夏末就将坠毁。
“普通航天器寿终坠落本无可厚非。”多马加尔-戈德曼说,“但雨燕绝非普通航天器。它拥有独一无二的天体观测能力,这座‘敏捷天文台’能快速扫过整片夜空,捕捉宇宙中转瞬即逝的剧烈爆发现象。所以我们这次下定决心,一定要救下它,它的价值无可替代。”
救援方案的核心,就是那艘425千克重的链路号。它搭载三台主霍尔推进器、16台姿态控制推进器、三条机械臂。发射后将先进入初始测试轨道,花数周时间自检调试,然后逐步变轨靠近雨燕。接近后执行一系列近距离轨道操作完成对接,再耗费数月把天文台抬回原始运行轨道——大约600公里高度。
这个计划最大的反转点在于时间线。2025年9月,NASA才选定加泰利斯特公司,拨款3000万美元(约合2.04亿元人民币)建造救援航天器。到今年6月链路号封装完毕固定在载机机身下方,全程只用了九个月。
“过去九个月里,我们从零图纸起步,造出了如今已整合至火箭、搭载在飞机上、整装待发前往夸贾林发射场的航天器。”链路号项目首席研究员基兰·威尔逊说,“这样的研发周期,在同类项目中史无前例。”
速度就是一切,因为雨燕不等人。按现有测算,10月它将跌至300公里高度,一旦低于这条线,链路号将无力抵达实施救援。太阳风暴还可能加速整个过程。但NASA目前仍持乐观态度。岑科表示:“目前我们判断,未来数月雨燕轨道高度仍足够高,加泰利斯特团队有充足机会完成交会、抬升作业。”
风险清单并不短。威尔逊坦言,链路号的太阳能帆板可能发生故障;雨燕在轨二十余年,外层防护隔热毯可能脆如玻璃,机械臂夹持时极易碎裂。更别说突如其来的大规模太阳风暴,可能直接让望远镜在救援抵达前报废。“不少投入更多资金、研发周期长得多的航天器,都曾因一些微不足道的小故障宣告失败。”威尔逊说。
如果一切顺利,雨燕今年秋季就能恢复科学观测——自2月起它已切换至低功耗模式延缓轨道衰减,有望再获得至少五年在轨寿命。而链路号完成任务后,会与雨燕分离,受控再入大气层主动坠毁。
加泰利斯特公司的野心不止于这一次救援。本周,该公司完成1200万美元(约合8146.8万元人民币)融资,用于研发性能更强的下一代航天器“纽带号”。纽带号首次试飞定于2027年,目标是一颗名为“雄鸡号”的地球同步轨道卫星,运行在距地面35786公里的高空,明年将搭乘阿丽亚娜6号火箭升空。
“过去十余年间,我们已经十分擅长把航天器送入太空。”加泰利斯特战略合作副总裁罗伯特·拉蒙塔涅说,“加泰利斯特的目标,就是终结这种‘发射即丢弃’的旧模式,开启全新太空运维时代。”这一次,他们要先用一艘九个月赶工出来的拖船,证明这件事能成。
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