Смелая миссия по спасению с использованием спутника была организована в рекордно короткие сроки, но удастся ли ей добиться успеха?

«Я уже считаю это успехом, уже сам факт того, что мы собираемся это попробовать».

Космический аппарат Link, разработанный компанией Katalyst Space Technologies, перемещается в вибрационную камеру в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в штате Мэриленд 15 апреля 2026 года. Фото: НАСА/Скотт Виссингер. Космический аппарат Link, разработанный компанией Katalyst Space Technologies, перемещается в вибрационную камеру в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в штате Мэриленд 15 апреля 2026 года. Фото: НАСА/Скотт Виссингер.

Уоллопс-Айленд, Вирджиния — Всего 10 месяцев назад НАСА обратилось к трем компаниям с просьбой сделать то, чего никто раньше не делал. Смогут ли они построить и запустить спутник, чтобы спасти астрономическую миссию стоимостью 500 миллионов долларов, которой грозило падение на Землю? Более того, смогут ли они сделать это менее чем за год при ограниченном бюджете?

Компания Katalyst Space Technologies, стартап, основанный в 2020 году, представила наиболее убедительное решение. « Они предложили технически и программно осуществимое решение, и мы сказали: „Да, давайте сделаем это“», — сказал Шон Домагал-Голдман, директор отдела астрофизики НАСА.

Это было в августе прошлого года. В сентябре НАСА заключило с компанией Katalyst контракт на 30 миллионов долларов на создание, тестирование и запуск небольшого спутника, который должен был догнать Swift и закрепиться на нем с помощью трех роботизированных манипуляторов. Затем космический аппарат Link компании Katalyst выведет Swift на безопасную рабочую высоту, что позволит возобновить научные наблюдения. Легче сказать, чем сделать.

Достижение финишной линии

Обсерватория Swift находится на низкой околоземной орбите, где самые внешние слои атмосферы все еще оказывают некоторое аэродинамическое воздействие на спутники. Космический аппарат был запущен в ноябре 2004 года с миссией по обнаружению гамма-всплесков — самых мощных взрывов в известной Вселенной. Несмотря на свой возраст, астрофизики до сих пор полагаются на многоволновые инструменты Swift для идентификации и определения местоположения гамма-всплесков для последующих наблюдений другими обсерваториями.

Но есть загвоздка. У Swift отсутствуют двигатели для поддержания орбиты, поэтому аэродинамическое сопротивление постепенно приводит к снижению его высоты. Обсерватория была запущена на орбиту примерно в 363 милях (585 км) над Землей. По состоянию на четверг Swift находился на высоте 225 миль (363 км). Скорость снижения высоты будет увеличиваться по мере того, как космический аппарат будет погружаться в более плотные слои атмосферы, пока Swift окончательно не сгорит при входе в атмосферу.

Спутник Swift теряет высоту быстрее, чем ожидалось, из-за периода необычайной солнечной активности в последние годы. Активное Солнце раздувает атмосферу Земли, создавая большее сопротивление для спутников на низкой околоземной орбите. Спутники и космический мусор регулярно входят в атмосферу, и большая часть Swift, вероятно, сгорит, прежде чем упадет на поверхность Земли.

«Но это был не просто какой-то космический аппарат, — сказала Домагал-Голдман. — Это обсерватория с уникальными возможностями для астрофизики, как и предполагает её название. Это быстродействующая обсерватория, которая может быстро перемещаться по ночному небу, чтобы находить объекты, которые взрываются ночью… Поэтому мы решили: да, мы хотим спасти именно этот аппарат, на этот раз, потому что он особенный. Но затем перед нами встала другая проблема: время поджимало».

Инженеры НАСА предполагают, что этой осенью, примерно в октябре, Swift опустится ниже высоты 186 миль (300 км). На этой высоте Swift будет слишком низко, чтобы Katalyst мог безопасно приблизиться к нему из-за возрастающего сопротивления воздуха. НАСА предоставило Katalyst менее года на проектирование и создание спутника. Спасательная миссия Swift должна была быть запущена до конца июня.

«Честно говоря, никто не думал, что это возможно. Никто не думал, что мы зайдем так далеко, как уже сделали сегодня», — сказала Домагал-Голдман. «И я должна признать, что впереди нас ждут еще риски, но я глубоко благодарна и полна оптимизма, что мы справимся с этими трудностями благодаря людям, которые работали над этим».

В термовакуумной камере Космического центра имени Годдарда в штате Мэриленд проводятся испытания трех ксеноновых двигателей Холла, работающих на топливе, установленных на космическом аппарате Link компании Katalyst. Фото: Katalyst Space Technologies

Космический аппарат Link компании Katalyst, предназначенный для обслуживания космических аппаратов, теперь полностью готов к запуску. Еще несколько месяцев назад, когда Ars посетил завод компании в Колорадо, такая перспектива не была гарантирована. Тогда инженеры спешили собрать спутник Link из различных структурных компонентов, топливных баков, солнечных батарей, двигателей и роботизированных манипуляторов, предназначенных для захвата спутника Swift на высоте более 200 миль над планетой.

Всё сложилось как раз вовремя. Весной компания Katalyst отправила спутник Link со своего завода в Колорадо в Центр космических полётов им. Годдарда НАСА в Мэриленде для проведения серии термовакуумных и вибрационных испытаний, имитирующих условия, с которыми он столкнётся в космосе и во время запуска. Затем спутник был отправлен на космодром Уоллопс НАСА в Вирджинии для интеграции с ракетой-носителем Pegasus XL компании Northrop Grumman.

Pegasus XL — это ракета-носитель, запускаемая с воздуха. Она стартует с модифицированного коммерческого авиалайнера на высоте около 39 000 футов, а затем запускает три твердотопливных ракетных двигателя для набора высоты и разгона до орбиты. После 45 миссий с 1990 года это последний запланированный к запуску ракетный комплекс Pegasus.

Компания Katalyst выбрала ракету Pegasus XL в основном из-за её мобильности. Swift находится на необычной орбите, которая перемещает обсерваторию между 20 градусами северной и южной широты за каждый оборот вокруг Земли. Это делает запуск Swift с пусковой площадки на мысе Канаверал во Флориде затруднительным без специального запуска на более крупной и дорогой ракете. Космический аппарат Link, весящий чуть менее полутонны при запуске, плотно помещается в обтекатель полезной нагрузки ракеты Pegasus.

Самолет-носитель L-1011 компании Northrop Grumman доставит 18-метровую ракету-носитель Pegasus с обслуживающим спутником Link в точку над отдаленным экваториальным Тихим океаном, недалеко от атолла Кваджалейн на Маршалловых островах. Многодневное путешествие на Кваджалейн с базы интеграции Pegasus в Вирджинии началось в четверг с вылета L-1011 из Уоллопса. Запуск запланирован на 27 июня.

Совершать невозможное

Обычно на проектирование, изготовление, тестирование и запуск спутника такой сложности, как Link, уходит несколько лет. Так как же НАСА, компания Katalyst и Northrop Grumman сделали это менее чем за год?

Они сделали это, отказавшись от привычных методов. Обычный бюрократический процесс НАСА по сбору предложений для новых миссий может занимать месяцы или даже годы.

«Мы не стали рассылать запрос предложений, потому что у нас не было на это времени», — сказала Домагал-Голдман изданию Ars. «Обычно мы так и делаем, но такие запросы требуют времени, пока участники ответят, и времени, пока мы их рассмотрим. Вместо этого мы изучили, с кем у нас уже заключены контракты на разработку технологий, и попросили три команды, работающие по этим контрактам, провести исследование того, что они могут сделать».

Компания Katalyst уже работала над коммерческой демонстрационной миссией для своей платформы обслуживания Link. После того, как НАСА выбрало её для спасательной миссии на борту Swift, Katalyst быстро перенаправила эти частные инвестиции на удовлетворение потребностей агентства.

Для этого руководители компании понимали, что им необходимо пойти на дополнительный риск. Компания Katalyst быстро разместила заказы у поставщиков на все детали, необходимые для сборки космического аппарата Link. В некоторых случаях Katalyst обнаружила, что поставщики не могут выполнить заказ вовремя, и решила изготавливать детали самостоятельно. Инженеры также оптимизировали программу испытаний космического аппарата Link, чтобы уложиться в сроки, установленные НАСА.

«Мы оказались в необычной ситуации, когда график диктует, на какой риск мы готовы пойти, а не наоборот», — сказал Киран Уилсон, главный исследователь проекта Link в Katalyst. «Время для спуска Swift поджимает, поэтому нам нужно найти баланс между тестированием и решением проблем, который даст миссии наилучшие шансы на успех».

Link — это всего лишь вторая космическая миссия, разработанная компанией Katalyst после демонстрации технологий, запущенной в 2024 году компанией Atomos Space, которую Katalyst приобрела в прошлом году.

«Когда мы запускали программу, я думаю, все понимали, что наибольший риск заключался в том, что мы не будем готовы к запуску вовремя, что Swift упадет быстрее, чем мы сможем подняться. За последние несколько месяцев нам удалось устранить этот риск, построив, протестировав и подготовив космический аппарат к эксплуатации», — сказал Уилсон. «Таким образом, я думаю, основная часть опасений была снята. Теперь в программе остается много остаточных рисков. Нам все еще нужно вывести космический аппарат на орбиту и успешно эксплуатировать его там, а, как мы все уже видели, это очень сложная задача».

Космический аппарат Link интегрирован с ракетой Pegasus XL компании Northrop Grumman. Фото: NASA/Ron Beard

Также сыграло свою роль то, что у Northrop Grumman все детали для ракеты Pegasus XL хранились на складе. Последние две ракеты Pegasus были первоначально заказаны компанией Stratolaunch, которая изначально принадлежала покойному соучредителю Microsoft Полу Аллену. Stratolaunch отказалась от этих ракет после смерти Аллена в 2018 году, и Northrop получила возможность продавать их другим заказчикам. Одну ракету она продала Космическим силам в 2021 году, а другую — компании Katalyst в прошлом году.

Что бы ни случилось после запуска Link, НАСА и его партнеры считают, что они разработали новый шаблон для проведения оперативных космических миссий.

«Некоторые назвали бы это первым в своем роде роботизированным космическим аппаратом, способным захватывать неподготовленные спутники», — сказал Роберт Ламонтань, вице-президент по стратегическому партнерству в компании Katalyst. «Это прежде всего коммерческая миссия. Она выполняет оперативную, реальную задачу. Это не просто демонстрация, и мы делаем это в качестве услуги… Это действительно образец для коммерческого и государственного партнерства».

«С точки зрения программного обеспечения, я уже считаю это успехом, уже сам факт того, что мы собираемся это попробовать», — сказала Домагал-Голдман.

Источник: arstechnica.com