NASA nepavyko išgelbėti legendinės kosminės observatorijos: po 22 metų darbo ji artėja prie Žemės

NASA kosminė observatorija „Swift“ praranda aukštį ir jau spalį gali baigti beveik 22 metus trukusią mokslinę misiją

Viena ilgiausiai veikiančių NASA kosminių observatorijų artėja prie savo misijos pabaigos. Beveik 22 metus kosmose dirbusi „Neil Gehrels Swift Observatory“ sparčiai praranda orbitos aukštį ir artimiausiomis savaitėmis gali pasiekti ribą, už kurios moksliniai stebėjimai taps itin sudėtingi. NASA mėginimas išgelbėti observatoriją, pasitelkiant specialiai sukurtą robotinį palydovą, nepavyko, todėl dabar mokslininkai stengiasi surinkti kuo daugiau vertingų duomenų iki paskutinių jos darbo dienų.

2004 metų lapkritį paleista observatorija šiuo metu skrieja maždaug 325 kilometrų aukštyje virš Žemės. NASA inžinierių vertinimu, spalio pradžioje arba viduryje ji gali nusileisti iki 300 kilometrų ribos. Nuo šio momento observatorijos valdymas taps sudėtingesnis, o orbitos žemėjimas pradės spartėti. Galiausiai aparatas pateks į tankesnius atmosferos sluoksnius ir didžioji jo dalis sudegs.

Maždaug 1 452 kilogramus sverianti observatorija buvo sukurta galingiausiems Visatoje vykstantiems sprogimams tirti. Per daugiau nei du dešimtmečius jos mokslinė paskirtis gerokai išsiplėtė. „Swift“ tapo universaliu kosminiu instrumentu, leidžiančiu astronomams stebėti juodųjų skylių aktyvumą, supernovas, trumpalaikius kosminės spinduliuotės pliūpsnius, asteroidus ir kometas.

Tiksli observatorijos sugrįžimo į atmosferą data dar nenustatyta. Nors spalio mėnesį tikimasi pasiekti kritinę orbitos ribą, pats aparato suirimas atmosferoje gali įvykti vėliau. Galutinis terminas priklausys nuo atmosferos pasipriešinimo, Saulės aktyvumo ir tolesnio orbitos žemėjimo.

Per devynis mėnesius sukurtas gelbėjimo palydovas prarado orientaciją ir nebesugebėjo pakelti observatorijos orbitos

NASA kartu su JAV bendrove „Katalyst Space Technologies“ mėgino įgyvendinti neįprastą gelbėjimo operaciją. Specialiai šiai užduočiai sukurtas robotinis palydovas LINK turėjo pasivyti „Swift“, trimis robotinėmis rankomis sugriebti observatoriją ir, naudodamas savo variklius, pakelti ją į aukštesnę orbitą. Tai būtų leidę pratęsti mokslinę misiją ir atitolinti neišvengiamą aparato sugrįžimą į Žemės atmosferą.

Visa operacija buvo rengiama itin sparčiai. 2025 metų rugsėjį sudaryta 30 mln. dolerių vertės sutartis, o jau 2026 metų liepos 3 dieną LINK paleistas į kosmosą raketa „Northrop Grumman Pegasus XL“. Nuo projekto pradžios iki paleidimo praėjo vos devyni mėnesiai. Tai buvo ambicingas mėginimas pademonstruoti, kad komercinės bendrovės gali per palyginti trumpą laiką sukurti ir panaudoti kosminės technikos aptarnavimo sistemas.

Tačiau netrukus po paleidimo prasidėjo techninės problemos. Liepos pabaigoje sutriko LINK orientacijos valdymo sistema, todėl palydovas pradėjo nekontroliuojamai suktis. Pirminė analizė parodė, kad du iš trijų reakcinių ratų, naudojamų aparato padėčiai kosmose valdyti, neveikė. Taip pat nustatyta dalinių mažųjų dujinių variklių sistemos sutrikimų.

Inžinieriai mėgino ištaisyti padėtį, įkeldami naują programinę įrangą ir panaudodami likusius valdymo mechanizmus. Nors palydovo sukimąsi pavyko sulėtinti, stabilizavimo manevrai pareikalavo pernelyg daug degalų. Rugpjūtį NASA ir „Katalyst Space“ oficialiai paskelbė, kad LINK nebegalės saugiai sugriebti observatorijos ir pakelti jos orbitos.

Robotinis palydovas priartėjo prie „Swift“ per 12 kilometrų, tačiau gelbėjimo operacija virto technologiniu eksperimentu

Nepaisydamos nesėkmės, NASA ir „Katalyst Space“ nusprendė nenutraukti visos misijos. Vietoje iš pradžių planuoto observatorijos gelbėjimo buvo pasirinktas kitas tikslas – išbandyti robotinio palydovo galimybes priartėti prie kito kosminio aparato, atlikti tikslius orbitinius manevrus ir pademonstruoti būsimiems projektams svarbias technologijas.

Rugsėjo pradžioje LINK priartėjo prie „Swift“ maždaug 12–15 kilometrų atstumu. Aparatas išskleidė visas tris robotines rankas, kuriomis iš pradžių planuota sugriebti observatoriją, ir vienu metu įjungė tris elektrinius variklius. Šie bandymai suteikė inžinieriams praktinės informacijos apie sudėtingas kosminių aparatų aptarnavimo operacijas. Tai ypač svarbu dirbant su senesniais palydovais, kurie iš pradžių nebuvo projektuojami remontuoti ar aptarnauti orbitoje.

Rugsėjo 25 dieną, po 85 dienų kosmose, LINK pats sugrįžo į Žemės atmosferą ir baigė savo misiją. Nors pagrindinio tikslo – išsaugoti „Swift“ – pasiekti nepavyko, NASA ir bendrovė eksperimentą vertina kaip reikšmingą žingsnį plėtojant komercines kosminės technikos aptarnavimo technologijas.

NASA Astrofizikos skyriaus direktorius Shawnas Domagalas-Goldmanas pažymėjo, kad nuo pat pradžių tai buvo didelės rizikos projektas, galėjęs atnešti reikšmingos naudos. Net ir nepavykus išgelbėti observatorijos, įgyta patirtis turėtų padėti ateityje kurti sistemas, galinčias pratęsti jau orbitoje esančių kosminių aparatų eksploatavimo laiką. „Katalyst Space“ surinktus duomenis ketina panaudoti kurdama naujos kartos robotinius aptarnavimo palydovus.

Padidėjęs Saulės aktyvumas paspartino observatorijos kritimą, o atnaujinti moksliniai stebėjimai dar labiau mažina jos darbo laiką

„Swift“ orbitos žemėjimą nulėmė atmosferos pasipriešinimas. Nors observatorija skrieja šimtų kilometrų aukštyje, Žemės atmosfera ten visiškai neišnyksta. Itin išretėjusios dujos vis tiek veikia judantį aparatą ir ilgainiui mažina jo orbitos aukštį. Kuo žemiau nusileidžia palydovas, tuo stipresnis tampa pasipriešinimas ir tuo sparčiau jis praranda aukštį.

Pastaraisiais metais šį procesą gerokai paspartino padidėjęs Saulės aktyvumas. 2024 metais Saulė pasiekė savo maždaug vienuolikos metų aktyvumo ciklo maksimumą. Intensyvūs žybsniai ir vainikinės masės išmetimai kaitino viršutinius Žemės atmosferos sluoksnius, todėl jie plėtėsi. Dėl šio reiškinio atmosferos pasipriešinimas palydovams sustiprėjo net ir tokiame aukštyje, kuriame anksčiau jis buvo palyginti nedidelis.

Siekdami sulėtinti observatorijos žemėjimą, NASA specialistai buvo laikinai sustabdę mokslinius stebėjimus ir pakeitę aparato orientaciją taip, kad sumažėtų atmosferos pasipriešinimas. Tokia strategija padėjo laimėti papildomo laiko gelbėjimo operacijai. Tačiau po LINK misijos nesėkmės NASA nusprendė vėl įjungti mokslinius prietaisus ir išnaudoti likusį observatorijos veikimo laiką.

Rugpjūčio pabaigoje darbą atnaujino du iš trijų pagrindinių „Swift“ instrumentų, o rugsėjo 25 dieną NASA pranešė vėl įjungusi ir trečiąjį – gama spindulių pliūpsnių teleskopą. Taip pat atkurta automatinio observatorijos nukreipimo funkcija, leidžianti greitai reaguoti į naujus kosminius reiškinius. Nors grįžimas prie įprastų stebėjimų reiškia didesnį atmosferos pasipriešinimą ir gali paspartinti orbitos žemėjimą, mokslininkai pasirinko iki paskutinės galimos akimirkos rinkti vertingus duomenis.

Į Žemės atmosferą krintanti 1,45 tonos observatorija gali palikti nuolaužų, tačiau pavojus žmonėms vertinamas kaip labai mažas

„Swift“ sugrįžimas į Žemės atmosferą kelia klausimą, kas nutiks beveik pusantros tonos sveriančiam aparatui. Didžioji observatorijos konstrukcijos dalis dėl trinties ir intensyvaus kaitimo turėtų suirti ir sudegti. Tačiau negalima visiškai atmesti galimybės, kad kai kurie didesni ar karščiui atsparesni komponentai pasieks planetos paviršių.

Kosminių objektų stebėjimo bendrovė „LeoLabs“, komentuodama situaciją CNN, nurodė, kad kai kurios observatorijos nuolaužos teoriškai gali išlikti. Vis dėlto tikimybė, kad jos padarys reikšmingos žalos turtui ar sužeis žmones, vertinama kaip labai maža. Labiau tikėtina, kad nesudegusios dalys nukris į vandenyną arba negyvenamas sausumos teritorijas.

NASA kol kas nepaskelbė tikslios observatorijos sugrįžimo į atmosferą datos ir išsamios galimų nuolaužų kritimo rizikos analizės. CNN paprašius pakomentuoti galimus pavojus, agentūra iki publikacijos pasirodymo papildomos informacijos nepateikė. Tikslesnę kritimo trajektoriją bus galima prognozuoti observatorijai priartėjus prie tankesnių atmosferos sluoksnių.

Mokslininkams šios misijos pabaiga reikš ir svarbaus astronominio instrumento praradimą. „Swift“ buvo viena pirmųjų observatorijų, galinčių itin greitai persiorientuoti ir vienu metu skirtingais elektromagnetinės spinduliuotės diapazonais stebėti staigius kosminius reiškinius. Jos gama spindulių, rentgeno ir ultravioletinių bei regimųjų spindulių instrumentai sudarė galimybę tyrinėti reiškinius, kurių trukmė kartais siekia vos kelias sekundes.

Šiuo metu NASA neturi parengtos tiesioginės „Swift“ pamainos, galinčios visiškai perimti visas jos atliekamas funkcijas. Todėl beveik 22 metus dirbusios observatorijos praradimas paliks spragą tarptautiniame trumpalaikių kosminių reiškinių stebėjimo tinkle. Paskutinėmis darbo savaitėmis surinkti duomenys papildys mokslinį archyvą, kuriuo astronomai galės naudotis ir po observatorijos misijos pabaigos.