Смелая миссия по спасению падающего телескопа NASA: Swift получит шанс на новую жизнь

Космический телескоп Swift, запущенный NASA в 2004 году для изучения гамма-всплесков, постепенно теряет высоту из-за сопротивления атмосферы. Если не предпринять мер, он сгорит в плотных слоях через несколько лет. Однако 3 июля 2024 года с мыса Канаверал стартовала ракета Falcon 9 со специальным спутником-буксиром, который должен поднять телескоп на более высокую орбиту и продлить его научную работу. Это первая в истории миссия по спасению работающего научного спутника на низкой околоземной орбите, и её успех может изменить подход к управлению космическими активами.

Миссия по спасению: кто, что и как

Спутник-буксир, получивший название «Миссия по продлению жизни телескопа Swift» (Swift Life Extension Mission, SLEM), разработан компанией Astroscale, специализирующейся на обслуживании спутников на орбите. Запуск осуществлён в рамках программы NASA по продлению срока службы старых космических аппаратов. Буксир оснащён ионными двигателями и способен стыковаться с телескопом без помощи человека, используя систему компьютерного зрения.

После выхода на орбиту SLEM проведёт серию манёвров, чтобы сблизиться со Swift. Затем он захватит телескоп с помощью специального захватного устройства и включит двигатели, чтобы поднять его на 50–100 километров выше. Это позволит уменьшить атмосферное сопротивление и дать телескопу ещё как минимум 5–7 лет работы. Весь процесс займёт около двух месяцев, и за это время буксир будет постепенно наращивать скорость, чтобы изменить орбиту.

Как будет проходить стыковка?

Стыковка с телескопом, который не проектировался для обслуживания, — главная техническая сложность. У Swift нет стыковочного узла, поэтому SLEM использует специальный захват, который обхватывает корпус телескопа. Процесс полностью автоматический: камеры и лазерные дальномеры помогают буксиру точно подлететь и зафиксироваться. После захвата SLEM проверит стабильность соединения и только затем включит двигатели. Инженеры провели сотни симуляций, чтобы исключить риск повреждения научных приборов.

Предыстория и контекст

Swift — один из самых успешных космических телескопов NASA. За почти 20 лет он обнаружил тысячи гамма-всплесков, в том числе самый яркий в истории — GRB 221009A в 2022 году. Телескоп работает в трёх диапазонах: гамма, рентген и ультрафиолет, что позволяет изучать послесвечение взрывов. Однако с 2020 года его орбита начала снижаться быстрее из-за повышенной солнечной активности, которая разогревает атмосферу и увеличивает сопротивление.

Идея продлевать жизнь старым спутникам с помощью буксиров не нова, но до сих пор такие миссии проводились только на геостационарной орбите. Swift находится на низкой околоземной орбите (около 600 км), где атмосферное сопротивление выше, а стыковка сложнее. Успех SLEM может открыть дорогу к регулярному обслуживанию научных и коммерческих спутников, а также к уборке космического мусора.

Технические подробности миссии

Буксир SLEM весит около 500 кг и оснащён четырьмя ионными двигателями, работающими на ксеноне. Их тяга мала, но они могут работать непрерывно в течение нескольких недель, постепенно наращивая скорость. Для подъёма орбиты Swift потребуется изменение скорости примерно на 50 м/с. Это займёт около двух месяцев. После завершения миссии SLEM отсоединится и, возможно, будет использован для других задач.

Стоимость миссии оценивается в 150 миллионов долларов. Это значительно дешевле, чем запуск нового телескопа аналогичного класса, который обошёлся бы в 500 миллионов и больше. Если SLEM успешно справится, NASA планирует применить аналогичный подход к другим старым телескопам, таким как Chandra и XMM-Newton. Экономическая эффективность таких миссий может революционизировать космическую отрасль.

Кого затронет и как

Успех миссии в первую очередь важен для астрономов, изучающих гамма-всплески и другие транзиентные явления. Swift остаётся единственным телескопом, который может быстро наводиться на источник всплеска и наблюдать его в нескольких диапазонах. Продление его работы позволит собрать больше данных о самых мощных взрывах во Вселенной, а также о чёрных дырах и нейтронных звёздах.

Для России и стран СНГ эта миссия интересна с точки зрения сотрудничества: российские учёные активно используют данные Swift для своих исследований, в том числе в проектах по физике космических лучей. Кроме того, опыт стыковки с некооперируемым объектом может быть полезен для будущих миссий по уборке космического мусора, что актуально для всех космических держав.

Что будет дальше

Стыковка с телескопом запланирована на конец 2024 года, а подъём орбиты — на начало 2025 года. После этого Swift продолжит наблюдения в штатном режиме. Если миссия пройдёт успешно, NASA может объявить о продлении контракта на управление телескопом до 2030 года. Также возможно, что Astroscale получит заказы на обслуживание других спутников.

Однако есть и риски: при стыковке может быть повреждён корпус или научные приборы. В этом случае телескоп может потерять работоспособность раньше, чем без вмешательства. Но инженеры уверяют, что все системы проверены на Земле, а сценарии отказа проработаны. Если что-то пойдёт не так, SLEM может отстыковаться и попытаться снова.

Итог

Запуск миссии SLEM — важный шаг к продлению жизни ценных космических аппаратов. Если всё получится, Swift продолжит радовать астрономов новыми открытиями ещё долгие годы. Следить за этой миссией стоит всем, кто интересуется будущим космической инфраструктуры и обслуживанием спутников на орбите. Это не просто спасение одного телескопа, а тест технологии, которая может изменить всю космическую экономику.