Спутниковая спасательная миссия Katalyst теперь преследует аппарат НАСА Swift.

Для сближения космического аппарата Link с обсерваторией Swift НАСА потребуется несколько недель.

Самолет-носитель L-1011 компании Northrop Grumman и ракета Pegasus XL взлетают с аэродрома Мохаве в Калифорнии, чтобы начать следующий этап своего путешествия к атоллу Кваджалейн в экваториальной части Тихого океана. Фото: Northrop Grumman .

Высоко над отдалённым Тихим океаном, примерно на полпути между Гавайями и самой северной частью Австралии, в выходные дни, посвящённые Дню независимости, ракета воздушного базирования вылетела в космос, положив начало многонедельной погоне за астрономическим спутником НАСА, находящимся в опасной близости от схода с орбиты.

Операция по спасению спутника Swift НАСА — первая подобная миссия. Менее года назад НАСА обратилось к коммерческим компаниям с просьбой предложить способы быстрого создания и запуска небольшого спутника, который бы зацепился за космический аппарат Swift и увеличил его высоту, чтобы предотвратить падение через несколько месяцев.

Компания Katalyst Space Technologies предложила наилучшие условия. В сентябре прошлого года НАСА заключило с компанией контракт на создание и запуск миссии по спасению Swift. Спустя чуть более девяти месяцев спутник Link компании Katalyst, весящий почти полтонны, благополучно вышел на орбиту. Для любого, кто следит за космической отраслью, создание, тестирование и запуск функционирующего, первого в своем роде спутника такого размера менее чем за год — это замечательное достижение; обычно на это уходит несколько лет.

Как освоить Swift

В прошлом месяце на космодроме НАСА Уоллопс в Вирджинии техники завершили монтаж спутника Link внутри носового обтекателя ракеты Northrop Grumman Pegasus XL. Экипаж доставил ракету и самолет-носитель L-1011 из Вирджинии на полигон имени Рональда Рейгана армии США на атолле Кваджалейн, арендованный у Маршалловых островов, расположенном более чем в 2000 милях к юго-западу от Гонолулу.

Оказавшись на месте, ракета и модуль L-1011 несколько дней ждали хорошей погоды, а затем взлетели, чтобы направиться к заранее определенной стартовой площадке к югу от Кваджалейна. После того, как все было подготовлено и достигнуто крейсерской высоты 41 000 футов, пилоты отделили 18-метровую ракету в 4:36 утра по восточному времени (08:36 UTC) в пятницу. Пять секунд спустя Pegasus XL запустила свою твердотопливную первую ступень, чтобы начать подъем на орбиту.

Трем твердотопливным двигателям ракеты Pegasus XL потребовалось чуть менее восьми минут, чтобы разогнаться до орбитальной скорости. Верхняя ступень ракеты завершила запрограммированную последовательность для вывода спутника Link на орбиту почти через 13 минут после старта. Позже в пятницу НАСА подтвердило, что наземные группы компании Katalyst установили связь со спутником Link, подтвердив, что космический аппарат успешно прошел посадку на ракете Pegasus.

Компания Katalyst выбрала редко используемую ракету Pegasus, которая за последние семь лет совершила всего один запуск, потому что для достижения цели спасательной миссии Swift требовался запуск на необычно низкую орбиту с малым наклоном. Орбита Swift наклонена к экватору на 20,6 градуса, и для запуска спутника Link с космодрома, такого как мыс Канаверал во Флориде, потребовался бы более крупный и дорогой запуск на такой орбите. Запуск с экваториальной части Тихого океана решил эту проблему.

Впереди у компании Katalyst еще много испытаний. Спасательная миссия на борту Swift — это первый случай, когда компания запускает в космос именно эту версию своего спутника Link. В дополнение к стандартным спутниковым системам, необходимым для выработки электроэнергии, поддержания ориентации и связи с Землей, космический аппарат Link оснащен камерами и датчиками для наведения на Swift, а также тремя роботизированными манипуляторами для захвата обсерватории. Три плазменных двигателя выведут Link и Swift на более высокую орбиту, как только Katalyst подтвердит надежное соединение.

«В течение следующих нескольких недель аппарат Katalyst проведет процедуры проверки Link, включая оценку его двигательной установки, сенсорных и навигационных систем», — говорится в заявлении НАСА. «Затем Link приблизится к Swift и завершит обследование 21-летней обсерватории, после чего будет захвачен и поднят в течение нескольких месяцев».

Однако Swift никогда не проектировался для встречи с другим космическим аппаратом на орбите. Инженеры не уверены в состоянии теплоизоляции Swift, и наземные диспетчеры будут осторожно подходить к определению того, где и когда роботизированные манипуляторы Link смогут захватить спутник. Представители НАСА и компании Katalyst признают наличие неизвестных факторов.

Концепция оперативной операции спасательной операции с использованием беспилотника Swift. Источник: Katalyst Space Technologies

«Все это сложно и рискованно», — сказал Киран Уилсон, главный исследователь спутника Link в компании Katalyst. «Существует множество космических аппаратов, разработка которых занимала гораздо больше времени и финансировалась гораздо активнее, но которые потерпели неудачу по банальным причинам».

Но успешный запуск Link сам по себе является достижением, заявили представители НАСА. Руководители столкнулись с реальным крайним сроком. Исходя из текущих тенденций, Swift опустится ниже высоты 300 километров (186 миль) в октябре, когда его орбита будет слишком низкой, чтобы у Link был реальный шанс завершить сближение из-за возрастающего атмосферного сопротивления.

«Одно из главных преимуществ Swift — это его способность поддерживать собственное управление направлением», — сказал Уилсон. «В Swift нет функций, предназначенных для захвата изображения. Отсутствует документация, которая помогла бы нам понять, где бы эти функции находились, если бы они существовали, но мы уверены, что Swift хорошо справляется с управлением направлением».

«Как только мы приблизимся на расстояние нескольких десятков метров, Swift будет выполнять маневры в тандеме с нами, чтобы мы могли осмотреть места захвата, убедиться в отсутствии оторванной многослойной теплоизоляции (MLI) и всего, что там может быть, а также, по сути, перемещаться по различным местам захвата, которые мы обнаружили».

НАСА явно заинтересовано в спасении миссии Swift. Основная задача этой обсерватории стоимостью 500 миллионов долларов — обнаружение гамма-всплесков, самых мощных взрывов в известной Вселенной. Несмотря на свой возраст, астрофизики по-прежнему полагаются на многоволновые инструменты Swift для идентификации и определения местоположения гамма-всплесков для последующих наблюдений другими обсерваториями.

Но отчасти причина запуска спасательной миссии к телескопу Swift заключается просто в том, чтобы проверить, возможно ли это осуществить. NASA запускало космические шаттлы для обслуживания и модернизации телескопа Hubble, но эти миссии требовали непосредственной работы астронавтов, выходящих в открытый космос. Более безопасная и дешевая роботизированная платформа для обслуживания имела бы более широкий спектр применения.

«Это историческая миссия, — сказал Роберт Ламонтань, вице-президент по стратегическому партнерству компании Katalyst. — Некоторые назвали бы ее первой в своем роде — роботизированным космическим аппаратом, способным захватить неподготовленный спутник. Но это прежде всего коммерческая миссия. Она выполняет оперативную, реальную задачу. Это не просто демонстрация. Мы делаем это в качестве услуги».

«В Katalyst мы очень увлечены идеей динамичных космических операций», — сказал Ламонтань. «Под этим я подразумеваю, что на протяжении многих лет люди представляли себе космос как нечто, где вы строите спутник, запускаете его, он выполняет свою миссию, а по завершении миссии его утилизируют: либо он возвращается в атмосферу, либо отправляется на орбиту захоронения. Это модель одноразового использования».

«Мы считаем, что оператор космического аппарата больше не должен быть ограничен нелепыми решениями, которые мы принимали перед запуском», — сказал он. «Должна быть возможность заправлять, перемещать, перепрофилировать, ремонтировать и даже модернизировать спутники, даже если они никогда к этому не были готовы, и именно здесь Katalyst пытается изменить мышление всех».

Источник: arstechnica.com