自发射升空近一个月以来,这颗专为拯救NASA雨燕伽马射线望远镜而建造的商业卫星遭遇了自身的技术麻烦。NASA于周二宣布,由Katalyst Space Technologies研发的Link卫星在上周末出现了"姿态控制异常",导致航天器开始自旋,通信信号也因此断断续续。
NASA表示:"初步调查显示,Link卫星三个反应轮中有两个目前无法正常工作,冷气推进器系统也存在部分功能丧失的情况。"
反应轮的作用是通过释放动量来控制航天器在轨道上的指向,即"姿态",是众多卫星上的标准配置部件。Link服务卫星的冷气推进器系统则用于更精细的姿态控制,尤其是在接近任务目标——NASA雨燕天文台时尤为关键。
Link任务于7月3日正式启动,搭乘诺斯罗普·格鲁曼公司的空射型飞马座XL火箭进入轨道。任务最初进展顺利:太阳能电池阵列成功展开,与Katalyst地面控制中心的通信稳定,搭载氙气燃料的电推进器也完成了在轨首次点火。
电推进器是此次救援任务中最为关键的部件之一。它们负责推动Link卫星抬升轨道,以便与位于地球上方约320公里处的雨燕卫星实现交会。一旦Link通过三个机械臂与雨燕对接成功,电推进器将再次启动,将雨燕轨道抬高,使其免于坠毁。目前,Katalyst不得不临时调用电推进器来稳定Link的姿态,而这一功能原本并非其设计用途。
若救援行动失败,雨燕卫星将在未来几个月内重返大气层并燃烧销毁。尼尔·格雷尔斯雨燕天文台距今已近22年,其运行时间早已远超原定寿命。由于卫星本身不具备推进系统,无法自救。NASA官员希望延续雨燕的使命,因为它是该机构现役探测伽马射线暴的少数任务之一,而伽马射线暴是宇宙中已知威力最强的爆炸事件。NASA为此次救援服务向Katalyst支付了3000万美元。
延长雨燕科学任务的寿命并非NASA选择Katalyst的唯一考量。这次救援任务同时也是一次技术演示,意在检验商业卫星在轨服务产业的实际能力。
面对雨燕轨道快速衰减的紧迫形势,NASA给予Katalyst仅九个月的时间来建造并发射Link卫星,对于如此复杂的任务而言,这一时间表极为紧张。Katalyst不负所托,于6月初完成Link卫星与飞马座火箭的对接集成工作。此后,受恶劣天气及火箭技术故障影响,发射时间推迟至7月3日。
无论此次雨燕救援最终结果如何,NASA官员上月表示对目前的进展已感到满意。"从项目执行的角度来看,仅仅是我们愿意尝试这件事本身,我就已经认为这是一次成功了。"NASA天体物理学部门主任肖恩·多马加尔-戈德曼如是说。
NASA表示,Katalyst的Link卫星目前仍能产生足够的电力,并与地面团队保持通信,这为工程师争取到了制定应对反应轮故障方案的时间。
Katalyst的Link卫星首席研究员基兰·威尔逊在发射前曾预想过类似情景。"我们此前执行的项目曾遭遇电力系统和通信方面的问题,"威尔逊说,"这类基础性问题往往让大多数工程师十分担忧。但我们相信,只要航天器能在基础层面正常运转,我们就有充分的自由度和灵活性来处理交会对接及更复杂动态操作过程中出现的任何问题。"
NASA表示,"在重新建立稳定姿态并进一步排查航天器状态后,Katalyst计划更新Link的制导、导航与控制系统,以适应航天器的新配置。随后,他们将与NASA团队密切合作,根据接近安全性及Link自身状态,评估接近并捕获雨燕卫星的修订方案。"
Q&A
Q1:Link卫星的反应轮故障会对雨燕望远镜救援任务造成什么影响?
A:Link卫星有两个反应轮失效,冷气推进器系统也出现部分故障,导致卫星无法正常控制姿态,目前处于自旋状态。Katalyst正临时调用原本用于轨道抬升的电推进器来稳定姿态,同时计划更新制导与控制系统。若无法恢复正常姿态控制,将推迟甚至影响与雨燕卫星的交会对接计划,但目前任务尚未终止。
Q2:雨燕天文台为什么需要商业卫星来救援?
A:雨燕天文台已运行近22年,远超设计寿命,轨道正在持续衰减。由于卫星本身没有推进系统,无法自行提升轨道,若不干预将在数月内重返大气层烧毁。NASA委托Katalyst建造Link卫星,通过机械臂对接雨燕后,利用电推进器将其轨道抬高,从而延续这一伽马射线暴探测任务的科学寿命。
Q3:NASA为什么要选择商业公司来执行雨燕卫星救援任务?
A:NASA选择Katalyst不仅是为了挽救雨燕天文台,更将此次任务定位为商业卫星在轨服务能力的技术演示。NASA希望借此检验商业航天企业能否在极短周期内完成复杂任务。Katalyst在仅九个月的时间内完成了卫星建造与发射,NASA天体物理学部门主任表示,仅凭"愿意尝试"这一点,任务已具有重要意义。
