NASA и компания Katalyst Space Technologies отказались от первоначального плана по спасению орбитальной обсерватории Swift. Экспериментальный аппарат Link должен был сблизиться со спутником и поднять его на более высокую орбиту, однако серьёзные проблемы с системой ориентации и частью двигателей сделали такую операцию слишком рискованной. Решение о прекращении спасательной миссии было официально принято 20 августа.

Сама Swift продолжает постепенно терять высоту и сейчас находится примерно в 340 км над Землёй. Из-за сопротивления верхних слоёв атмосферы её орбита снижается всё быстрее, а высокая солнечная активность дополнительно осложняет ситуацию. Ожидается, что без коррекции орбиты обсерватория войдёт в плотные слои атмосферы и прекратит существование до конца года. При этом Link не останется без работы: его планируют использовать для испытаний сближения и других операций, которые помогут при создании будущих систем обслуживания спутников.

Swift требовалось срочно поднять на более высокую орбиту

Космическая обсерватория Swift была создана для исследования гамма-всплесков и других высокоэнергетических явлений во Вселенной. Однако постепенно снижающаяся орбита аппарата стала серьёзной угрозой для продолжения его научной программы.

К августу высота полёта Swift уменьшилась приблизительно до 340 км. На такой орбите даже крайне разреженные остатки земной атмосферы уже оказывают заметное воздействие на космический аппарат, постепенно замедляя его.

Ситуацию дополнительно осложняет повышенная активность Солнца. Во время сильных солнечных событий верхняя атмосфера Земли нагревается и расширяется, увеличивая сопротивление для низкоорбитальных спутников. Поэтому очередная мощная вспышка и направленный в сторону Земли выброс плазмы способны значительно ускорить снижение Swift.

Без внешнего вмешательства срок существования обсерватории теперь измеряется месяцами.

Для спасения подготовили специальный космический буксир

Попытка продлить работу Swift была необычной. Katalyst Space Technologies всего примерно за год разработала аппарат Link, который должен был самостоятельно добраться до обсерватории, безопасно состыковаться с ней и изменить её орбиту.

Подъём на несколько сотен километров позволил бы значительно увеличить оставшийся срок эксплуатации научного аппарата.

Link отправился в космос 3 июля на ракете Pegasus XL. Начальный этап миссии прошёл успешно: аппарат оказался на расчётной орбите и приступил к подготовке дальнейших операций.

Однако вскоре после запуска ситуация начала быстро ухудшаться.

Link потерял нормальную ориентацию в пространстве

Критические проблемы проявились 28 июля. Из трёх маховиков, отвечающих за ориентацию аппарата, отказали сразу два.

После этого Link перешёл в неконтролируемое многоосевое вращение. Дополнительной проблемой стала неполноценная работа реактивной системы управления ориентацией.

Инженерам пришлось искать нестандартный способ вернуть контроль над аппаратом. Для стабилизации решили задействовать электрические двигатели, которые изначально предназначались для изменения параметров орбиты, а не для борьбы с вращением.

Импровизированное решение дало результат. К началу августа скорость вращения удалось снизить примерно с 9 до 1,47 градуса в секунду.

Это стало серьёзным техническим достижением, но полностью проблему не решило.

Инженеры попытались адаптировать буксир к отказавшему оборудованию

Специалисты не отказались от миссии сразу после возникновения неисправностей.

11 августа Link получил новую версию бортового программного обеспечения. Её специально переработали с учётом отказавших систем, чтобы аппарат смог продолжить работу в изменившейся конфигурации.

После обновления NASA и Katalyst провели дополнительный анализ возможных сценариев сближения с Swift.

Именно результаты этих расчётов в итоге заставили отказаться от спасательной операции. Специалисты пришли к выводу, что безопасно захватить обсерваторию и выполнить последующую буксировку в нынешнем состоянии Link невозможно.

Подробные технические причины, по которым риски признали неприемлемыми, NASA пока полностью не раскрыло.

Буксир всё же приблизится к Swift

Отмена подъёма орбиты не означает немедленного завершения работы Link.

Аппарат планируется использовать для серии экспериментальных манёвров. В частности, он должен выполнить сближение со Swift и попробовать удерживать положение в непосредственной близости от обсерватории без физического захвата.

Такие испытания позволят проверить навигацию, алгоритмы управления и поведение сервисного аппарата рядом с другим спутником в реальных орбитальных условиях.

Полученная информация может оказаться полезной для следующих поколений космических буксиров. В перспективе подобные аппараты смогут корректировать орбиты действующих спутников, проводить их инспекцию и выполнять другие сервисные операции непосредственно в космосе.

Генеральный директор Katalyst Space Technologies Гонхи Ли отметил, что компания изначально взялась за проект с высоким уровнем риска. Разработчику пришлось спроектировать, построить и отправить экспериментальный аппарат в космос в исключительно короткие сроки.

Swift, вероятно, осталось работать несколько месяцев

Для самой обсерватории последствия решения гораздо печальнее.

Без подъёма орбиты Swift продолжит постепенно приближаться к плотным слоям атмосферы. Точная дата её схода с орбиты зависит в том числе от состояния земной атмосферы и солнечной активности.

NASA рассчитывает, что аппарат прекратит существование до конца года. При неблагоприятном развитии солнечной активности процесс может значительно ускориться.

Таким образом, одна из главных целей проекта Link — продление научной работы Swift — достигнута не будет.

Неудачная спасательная операция всё равно принесла ценный опыт

NASA подчёркивает, что эксперимент изначально рассматривался как технически сложный и рискованный. По словам главы астрофизического подразделения агентства Шона Домагал-Голдмана, основной надеждой было сохранение Swift, однако результаты испытаний Link имеют самостоятельную ценность.

Фактически инженеры получили редкую возможность проверить аварийное управление экспериментальным сервисным аппаратом уже непосредственно в космосе. Им удалось частично стабилизировать Link после серьёзных отказов, адаптировать программное обеспечение к повреждённой системе управления и сохранить возможность проведения дальнейших экспериментов.

Только стоимость основного контракта на проект превысила 30 миллионов долларов, а окончательные расходы могут оказаться выше.

Swift спасти, судя по всему, уже не получится. Но сама попытка показала как потенциал орбитального обслуживания спутников, так и его сложность: будущим космическим буксирам придётся не просто добираться до старых аппаратов, а безопасно работать рядом с объектами, которые изначально вообще не проектировались для подобного обслуживания.