Η NASA και η Katalyst Space επιχειρούν να σώσουν το τηλεσκόπιο Swift με τον δορυφόρο LINK

Σύνοψη

• Η NASA προχωρά στην ιστορική αποστολή Swift Boost για να αποτρέψει την πτώση του παρατηρητηρίου Neil Gehrels Swift Observatory στη γήινη ατμόσφαιρα.
• Ο ρομποτικός δορυφόρος LINK της εταιρείας Katalyst Space αναλαμβάνει να «πιάσει» το τηλεσκόπιο και να ανυψώσει την τροχιά του.
• Η εκτόξευση πραγματοποιείται με τον πύραυλο Pegasus XL της Northrop Grumman, ο οποίος αφήνεται στον αέρα από το ειδικά διαμορφωμένο αεροσκάφος Stargazer (L-1011).
• Η αποστολή, εκτός από τη διάσωση του Swift, δημιουργεί ένα νέο τεχνολογικό και εμπορικό πλαίσιο για την επισκευή και διαχείριση δορυφόρων εντός τροχιάς.

Η αποστολή Swift Boost αποτελεί την πρακτική προσπάθεια της NASA να αποτρέψει την καταστροφή του τηλεσκοπίου Swift στην ατμόσφαιρα της Γης. Χρησιμοποιώντας τον ρομποτικό δορυφόρο LINK της Katalyst Space, ο οποίος θα εκτοξευτεί μέσω του πυραύλου Pegasus XL, η διαστημική υπηρεσία θα ανυψώσει την τροχιά του οργάνου στα 370 μίλια. Αυτή η διαδικασία εξασφαλίζει την παράταση της λειτουργίας του και εγκαινιάζει νέες μεθόδους ρομποτικής συντήρησης στο Διάστημα για αντικείμενα που δεν σχεδιάστηκαν για κάτι τέτοιο.

Από την εκτόξευσή του τον Νοέμβριο του 2004, το Neil Gehrels Swift Observatory λειτουργεί ως το πολυεργαλείο της NASA για τη μελέτη του Σύμπαντος. Η κύρια λειτουργία του εντοπίζεται στην παρατήρηση του ουρανού μέσα από ένα ευρύ φάσμα φωτός, εντοπίζοντας άμεσα παροδικές και βραχύβιες εκρήξεις (όπως οι εκλάμψεις ακτίνων γάμμα).

Παρόλα αυτά, οι νόμοι της φυσικής και του διαστημικού καιρού λειτουργούν αθροιστικά. Η ατμόσφαιρα του πλανήτη μας δημιουργεί συνεχή αεροδυναμική αντίσταση (οπισθέλκουσα) σε όλα τα διαστημικά σκάφη που βρίσκονται σε χαμηλή γήινη τροχιά (Low Earth Orbit – LEO). Το φαινόμενο αυτό μειώνει σταδιακά το υψόμετρο τους, ειδικά εάν δεν διαθέτουν δικά τους συστήματα πρόωσης για να διορθώνουν την πορεία τους. Η τρέχουσα περίοδος αυξημένης ηλιακής δραστηριότητας, γνωστή ως Ηλιακό Μέγιστο, προκαλεί διαστολή στα ανώτερα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας. Αυτή η αλλαγή πολλαπλασίασε την αντίσταση που δέχεται το Swift, επιταχύνοντας δραματικά την καθοδική του πορεία.

Οι αρχικές τροχιακές προβλέψεις της NASA έδειξαν ότι το παρατηρητήριο θα έφτανε στο κρίσιμο όριο των 185 μιλίων (περίπου 297 χιλιόμετρα) εντός του καλοκαιριού και κάτω από αυτό το υψόμετρο, η βύθιση στην ατμόσφαιρα καθίσταται μη αναστρέψιμη. Για να κερδίσουν χρόνο, οι μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο Penn State, που διαχειρίζονται τη λειτουργία του σκάφους, μετέβαλαν τον προσανατολισμό του. Αντί να στοχεύουν στα πιο ενδιαφέροντα αστρονομικά σημεία, έστρεψαν το Swift σε θέσεις με το βέλτιστο αεροδυναμικό προφίλ και περιόρισαν την κατανάλωση ενέργειας, κερδίζοντας πολύτιμους μήνες.

Ο δορυφόρος LINK και η Katalyst Space

Η NASA επέλεξε να μην αφήσει το Swift να καεί στην ατμόσφαιρα, αξιοποιώντας την κατάσταση για να δοκιμάσει τις δυνατότητες της ιδιωτικής εμπορικής βιομηχανίας. Τον Σεπτέμβριο, η υπηρεσία ανέθεσε στην Katalyst Space την ανάπτυξη ενός δορυφόρου ικανού να εκτελέσει τη διάσωση σε χρόνο ρεκόρ (λιγότερο από ένα έτος).

Ο δορυφόρος LINK ζυγίζει περίπου 400 κιλά και έχει ύψος ενάμισι μέτρο, ενώ η τροφοδοσία του βασίζεται σε ηλιακά πάνελ συνολικού μήκους 6 μέτρων, τα οποία δίνουν ενέργεια σε τρεις σύγχρονους κινητήρες ιόντων και ένα σύστημα τριών ρομποτικών βραχιόνων. Το εντυπωσιακό στοιχείο της αποστολής είναι η προσέγγιση ενός «μη συνεργάσιμου» στόχου. Σύμφωνα με τον CEO της Katalyst Space, Ghonhee Lee, το Swift δεν διέθετε εξαρχής σχεδιασμό για υποδοχή άλλων σκαφών ή μηχανική συντήρηση στο Διάστημα. Η επιτυχής πρόσδεση και ανύψωση θα αποτελέσει τον τεχνολογικό οδηγό για τη διαχείριση παλαιότερων δορυφόρων, τη συντήρηση, τον ανεφοδιασμό και την αναβάθμισή τους μετά την εκτόξευση.

Μηχανισμός εκτόξευσης: Pegasus XL και Stargazer

Η διαδικασία εκτόξευσης διαφοροποιείται από τις κλασικές κάθετες απογειώσεις πυραύλων, καθώς η Katalyst Space και η NASA συνεργάζονται με τη Northrop Grumman, αξιοποιώντας το σύστημα Pegasus XL.

Η αποστολή ξεκινά από την Ατόλη Κουατζαλέιν στα Νησιά Μάρσαλ, στον Νότιο Ειρηνικό Ωκεανό. Ο πύραυλος Pegasus XL, ο οποίος μεταφέρει τον δορυφόρο LINK στο ρύγχος του, είναι προσαρτημένος στην κοιλιά του Stargazer, ενός ισχυρά τροποποιημένου επιβατικού αεροσκάφους L-1011. Το Stargazer απογειώνεται ως συμβατικό αεροπλάνο και, φτάνοντας στο κατάλληλο υψόμετρο, απελευθερώνει τον πύραυλο, μια μέθοδος που προσφέρει τεράστια ευελιξία, επιτρέποντας την προσαρμογή του σημείου και του χρόνου εκτόξευσης μακριά από τις συνηθισμένες καθυστερήσεις των διαστημικών βάσεων εδάφους.

Μόλις τεθεί σε τροχιά, ο δορυφόρος LINK θα περάσει αρκετές εβδομάδες δοκιμών στα συστήματα πλοήγησης, πρόωσης και αισθητήρων, ενώ στη συνέχεια, θα προσεγγίσει με εξαιρετικά αργό ρυθμό το Swift. Οι ρομποτικοί βραχίονες θα αγκιστρωθούν πάνω στο παρατηρητήριο και οι κινητήρες ιόντων θα πυροδοτήσουν, ανυψώνοντας σταδιακά το συγκρότημα στα 370 μίλια.

Με τη ματιά του Techgear

Αντανακλώντας τα δεδομένα της αποστολής, καθίσταται σαφές πως το διαστημικό οικοσύστημα μεταλλάσσεται με ταχύτατους ρυθμούς. Η μετάβαση από τα λογικά συμπεράσματα του παρελθόντος («ο δορυφόρος πέφτει, άρα καταστρέφεται») στις λύσεις on-orbit εξυπηρέτησης συνιστά μια τεράστια τεχνολογική πρόοδο. 

Μια επιτυχημένη ανάκτηση από την Katalyst Space δεν θα παρατείνει απλώς τη ζωή του Swift, αλλά θα δημιουργήσει το απαραίτητο δεδικασμένο για να προσελκύσει επενδύσεις πολλών δισεκατομμυρίων στην in-space οικονομία. Αν μπορούμε να «πιάσουμε» έναν δορυφόρο στα 185 μίλια με ρομποτικούς βραχίονες, μπορούμε να αρχίσουμε σοβαρά τον καθαρισμό του LEO από τα ανενεργά θραύσματα, διασφαλίζοντας το μέλλον των τηλεπικοινωνιακών δικτύων που χρησιμοποιούμε.