1038
Апарат, який мав урятувати старіючий орбітальний телескоп від падіння, раптово сам опинився в біді. Роботизований сервісний космічний буксир LINK компанії Katalyst Space, запущений для підняття на вищу орбіту обсерваторії NASA Neil Gehrels Swift, почав неконтрольовано обертатися після серйозної відмови системи орієнтації. Про це повідомило видання Interesting Engineering.
Що відомо коротко
- У сервісного апарата LINK вийшли з ладу два з трьох реакційних коліс, які відповідають за точну орієнтацію у просторі.
- Космічний апарат перейшов у режим обертання, але зберігає енергетичний баланс і стійкий зв’язок із командою Katalyst.
- Частково втрачена функціональність системи холодногазових двигунів, які також використовуються для керування положенням.
- Протягом кількох наступних днів команда намагатиметься зупинити обертання за допомогою електричних двигунів.
- Лише після стабілізації буде ухвалено рішення, чи може LINK безпечно зблизитися та захопити обсерваторію Swift.
Як «космічний буксир» сам став некерованим
Уявіть орбітальний евакуатор, який має під’їхати до «старої машини» на шосе й акуратно відбуксирувати її в безпечніше місце. Саме такою мала стати роль апарата LINK щодо 21-річної обсерваторії Swift, чия орбіта поступово «просідає» через тертя об розріджену атмосферу.
Основні «рульові» механізми LINK — це три реакційні колеса, які розкручуються всередині апарата й дають йому змогу точно повертатися без витрати палива. Коли вийшли з ладу спочатку одне, а тепер ще два колеса з трьох, апарат фактично втратив головний інструмент для орієнтації та почав обертатися.
Додатково ускладнює ситуацію часткова втрата можливостей холодногазової системи орієнтації. Це як у машини, в якої не лише зламався кермо, а й почали підводити гальма. Попри це, LINK досі отримує електроенергію від сонячних батарей і справно «спілкується» із Землею, а всі інші основні підсистеми працюють у нормі.
Що сталося з місією LINK та Swift
LINK було запущено 3 липня на ракеті Pegasus XL компанії Northrop Grumman, яку скинули з літака Stargazer над південною частиною Тихого океану. Після виходу на орбіту апарат вийшов на зв’язок і почав етап комісійних випробувань: перевіряв енергосистему, бортову електроніку, двигуни, датчики та навігацію.
Його головна задача — дістатися до обсерваторії Swift, оглянути її, захопити й протягом кількох місяців поступово підняти її орбіту. Це мало компенсувати швидке падіння висоти польоту, посилене зростанням сонячної активності, яка розігріває й розширює верхні шари атмосфери, збільшуючи гальмування супутників.
Особливість Swift у тому, що він не має власної потужної двигунної установки для тривалого підтримання орбіти. Тому NASA у вересні уклало угоду з Katalyst: компанія повинна була спроєктувати, зібрати, протестувати та запустити LINK і виконати зближення, захоплення та підняття орбіти менш ніж за рік.
Ще під час початкової фази комісійних випробувань у LINK вже була одна проблема з реакційним колесом. Тоді Katalyst змогла відновити стабільну орієнтацію та зв’язок, застосувавши оновлення бортового програмного забезпечення та зміну режимів роботи.
Перед нинішньою відмовою компанія повідомляла, що LINK пройшов приблизно половину комісійних випробувань і готується перейти в етап перельоту до Swift.
Електричні двигуни як «рятівне кермо»
У конструкції LINK передбачено три електричні двигуни, що працюють на ксеноно́вому паливі. Спочатку їх планували використовувати насамперед для подорожі до Swift і подальшого підйому обсерваторії на вищу орбіту. Під час комісійних випробувань ці двигуни вже вмикалися.
Тепер їхню роль доводиться змінювати. Замість спокійного «круїзу» до цілі, вони мають спочатку виконати «екстрене гальмування» обертання самого LINK. У наступні кілька днів команда спробує за допомогою електричних двигунів зупинити некероване обертання й відновити контроль над орієнтацією.
Якщо це вдасться, Katalyst оновить алгоритми наведення, навігації та керування, адаптуючи їх до нового стану апарата — практично без двох основних реакційних коліс. Лише після цього компанія разом із NASA вирішуватиме, чи здатен LINK безпечно виконати зближення та захоплення Swift, чи доведеться суттєво переробляти або навіть згортати план місії.
Чому Swift так важливо врятувати
Swift уже понад два десятиліття працює на низькій навколоземній орбіті, вивчаючи високоенергетичні явища у Всесвіті. Така орбіта зручна для зв’язку й спостережень, але має одну плату: навіть дуже розріджені шари атмосфери створюють атмосферне гальмування.
Це гальмування діє як невидиме повітряне гальмо: супутник ніби постійно ковзає крізь рідке повітря, втрачаючи швидкість. Чим активніше Сонце, тим сильніше розширюється атмосфера, і тим швидше знижується орбіта. У випадку Swift останні сплески сонячної активності прискорили падіння орбіти швидше, ніж очікували інженери.
Місія LINK задумана як демонстрація нового підходу: замість будувати новий телескоп, можна продовжити життя старого, піднявши його орбіту «космічним буксиром». Але тепер саме цей буксир потребує «порятунку», перш ніж учені зможуть оцінити, чи спрацює задуманий сценарій.
FAQ
Це вже кінець місії LINK і порятунку Swift?
Ні, остаточне рішення ще не ухвалене. Спершу команда Katalyst намагатиметься зупинити обертання та стабілізувати апарат за допомогою електричних двигунів. Лише після цього фахівці оцінять, наскільки працездатним залишився LINK і чи здатен він безпечно зблизитися зі Swift.
Чому відмова двох реакційних коліс така критична?
Реакційні колеса — це основний спосіб точно й економно керувати орієнтацією космічного апарата без витрати палива. Коли більшість із них виходить з ладу, доводиться покладатися на двигуни, які споживають ресурс і паливо, а керувати орієнтацією стає складніше та менш точніше.
Чи були проблеми з орієнтацією у LINK раніше?
Так, під час первинних комісійних випробувань уже виникала проблема з одним із трьох реакційних коліс. Тоді команді вдалося відновити стабільний політ за допомогою оновлень програмного забезпечення та зміни режимів роботи. Нинішня ситуація складніша, бо вийшли з ладу вже два колеса.
Що буде, якщо LINK не зможе виконати свою місію?
У такому разі NASA та Katalyst доведеться переглянути плани щодо Swift. Конкретні варіанти в тексті не описані, але очевидно, що без буксира обсерваторія продовжить втрачати висоту через атмосферне гальмування, що обмежить час її подальшої роботи на орбіті.
Місія, яка мала показати, як ми можемо «ремонтувати» і продовжувати життя старих супутників, раптом сама перетворилася на випробування на виживання для космічного буксира. Від того, чи вдасться інженерам приборкати обертання LINK, залежить не лише доля обсерваторії Swift, а й наша віра в майбутнє сервісних роботів, що мають навчитися лагодити й рятувати техніку в безжальній порожнечі навколо Землі.
Рятівний апарат NASA сам втратив керування на орбіті з’явилася спочатку на Цікавості.
