Вот уже 22 года над нами летает космическая обсерватория Neil Gehrels Swift Observatory (или просто Swift) — уникальный многоспектральный телескоп, который фиксирует гамма-всплески, максимально быстро определяет их координаты и следит за их развитием в разных диапазонах длин волн: рентгеновском, ультрафиолетовом и оптическом. Проблема в том, что Swift падает. В 2004 году аппарат был запущен на полярную орбиту с высотой 600 км, и хотя на ней окружающая среда чрезвычайно разрежена, она оказывает слабое, но постоянное тормозящее действие. За эти годы высота орбиты уменьшилась на 200 км и продолжает падать, а вскоре телескоп может сгореть в атмосфере Земли. Запущенный в рамках Swift boost mission (русс. «Миссия по подъёму орбиты "Свифт"», ранее — Swift rescue mission, в некоторых источниках — Swift reboost mission) аппарат LINK поднимет высоту орбиты Swift, что должно продлить его работу в космосе.
В этой статье рассказано о ценности уже немолодой космической обсерватории Swift и её медленном падении, аппарате LINK, его запуске и о том, как он спасёт Swift.
Оглавление:
LINK поднимает орбиту телескопа Swift, иллюстрация. Credit: NASA.
Первоисточник статьи: Земля и Вселенная.
Автор: Колпаксиди Александр Павлович (публикуется автором).
Зачем спасать двадцатилетний телескоп?
Neil Gehrels Swift Observatory (русс. «Обсерватория "Свифт" имени Нила Гехрельса»), которая до 2018 года носила название Swift Gamma Ray Burst Explorer (русс. «Исследователь гамма-всплесков "Свифт"»), — уникальная обсерватория, которая может быстро нацеливаться на гамма-всплески и наблюдать за ними в разных диапазонах спектра до того, как они затухнут. Планов по созданию замены Swift сейчас нет, да и даже если бы они были, то до момента запуска и ввода в эксплуатацию был бы большой период, когда астрономы не могли бы наблюдать за всплесками. Также Swift boost mission намного дешевле, чем создание нового телескопа.
Недостатки и риски Swift boost mission:
- Swift покрыт экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ), которой покрываются почти все современные космические аппараты и которая необходима для регуляции их температуры. Это многослойная оболочка из тонкой плёнки с металлическим напылением. Однако со временем она становится крайне хрупкой, LINK может её случайно повредить. С такой проблемой столкнулись астронавты «Спейс Шаттлов», которые проводили обслуживание телескопа «Хаббл».
- Есть вероятность, что Swift проработает лишь короткое время даже после успешного поднятия орбиты. И дело не сколько в работе LINK, а в немалом возрасте обсерватории.
- Новый специализированный телескоп обладал бы большими возможностями по наблюдению и большим ресурсом.
- Есть вероятность сбоев в работе LINK.
О падении Swift
В идеальных условиях тело может хоть вечность двигаться по орбите, не теряя энергию. В реальности же многие внешние воздействия приводят к изменению орбиты. На орбите Земли сохраняется крайне разреженная атмосфера, из-за чего спутники медленно сходят с орбиты. Плотность прямо зависит от высоты, поэтому чем ближе к Земле тело приближается, тем сильнее оно тормозит. На плотность влияет и солнечная активность: во время вспышек она может возрастать в разы. Также влияют размеры и форма тела (парусность), гравитационные возмущения и пр. Для примера, Международная космическая станция (МКС), теряет до 200 м высоты в сутки и нуждается в регулярных коррекциях орбиты двигателями.
Swift, в отличие от многих других спутников, не может самостоятельно корректировать орбиту из-за отсутствия двигательной установки. Для поддержания ориентации в пространстве и наведения на всплески используются гиродины. Это стандартная практика: многие другие космические обсерватории тоже не имеют двигателей, в том числе и знаменитый «Хаббл».
С 2024 года из-за высокой солнечной активности скорость падения Swift резко ускорилась. Специалистам пришлось с февраля этого года изменить пространственную ориентацию Swift так, чтоб его солнечные батареи создавали меньшую парусность. Увы, из-за этого телескоп получает меньше энергии и меньше проводит научных наблюдений.
Запуск LINK
Запуск LINK был осуществлён 3 июля 2026 года в 11:36 по московскому времени с помощью ракеты-носителя воздушного старта Pegasus XL. Самолёт-носитель Stargazer с Pegasus XL взлетел с Космического и ракетного полигона имени Рональда Рейгана на Маршалловых островах в Тихом океане. Он поднялся на высоту около 12 км, откуда сбросил Pegasus XL. Через несколько секунд ракета запустила двигатель первой ступени, начав самостоятельный вывод LINK в космос. На этом этапе крыло и оперение Pegasus XL обеспечивают управляемый полёт на атмосферном участке. Через 1 минуту и 19 секунд первая ступень отключилась и отделилась, произошло зажигание второй ступени. Через 2 минуты и 17 секунд после старта отделились створки головного обтекателя. Двигатель второй ступени проработал ещё 33 секунды. Третья ступень заработала через 6 минут и 35 секунд после старта и проработала около минуты. Отделение LINK произошло через 12 минут и 44 секунды после старта, аппарат развернул солнечные батареи, начал передачу телеметрии и проверку систем.
Установленный на ракету-носитель Pegasus XL аппарат LINK, видна одна из створок головного обтекателя. Credit: NASA/Ron Beard.
Ракета-носитель Pegasus XL с аппаратом LINK перед установкой на самолёт-носитель Stargazer. Credit: NASA/Ron Beard.
Самолёт-носитель Stargazer с ракетой-носителем Pegasus XL перед запуском LINK. Credit: NASA/Ron Beard.
Для Pegasus это был 46-й запуск в истории её эксплуатации, 41-й успешный, первый в 2026 году. Для США это был 97-й успешный космический запуск в 2026 году. Интересно, что в последний раз ракета Pegasus стартовала в июне 2021 года, а за последние 10 лет было лишь четыре её запуска.
Pegasus (русс. «Пегас») — трёхступенчатая ракета-носитель воздушного старта лёгкого класса с возможностью установки дополнительной жидкостной ступени. XL — основной эксплуатируемый вариант этой ракеты. Её длина — 17,6 м, максимальный диаметр корпуса — 1,28 м, размах крыла — 6,7 м, стартовая масса — немногим более 23 т, масса полезной нагрузки при запуске на низкую околоземную орбиту с высотой 200 км — 450 кг. Pegasus находится в эксплуатации с 1990 года, однако первые пуски были проведены с помощью Boeing B-52 Stratofortress — американского межконтинентального стратегического бомбардировщика. Сейчас же для запуска Pegasus используется самолёт-носитель Stargazer (русс. «Звездочёт») — модифицированный для этой цели самолёт модели Lockheed L-1011 TriStar, первоначально созданный в 70-х как широкофюзеляжный пассажирский реактивный авиалайнер. Самолёт был построен в 1974 году для авиакомпании Air Canada, в 1992 году был выкуплен компанией Orbital Sciences Corporation, а в 1994 году была завершена его модернизация под воздушный старт, тогда же он получил название Stargazer. В 2015 году компания слилась с Alliant Techsystems и стала Orbital ATK, которую в 2018 году выкупает Northrop Grumman. Теперь эта корпорация владеет самолётом Stargazer и осуществляет запуски РН Pegasus.
Выбор пал на Pegasus XL из-за того, что эта ракета-носитель даёт широкие возможности по выбору наклонения орбиты.
Строение ракеты-носителя Pegasus. Credit: Northrop Grumman.
Примечание: съёмка воздушного старта затруднена, поэтому ниже представлены доступные архивные фотографии с других запусков. Они дают представление о том, как выглядел запуск LINK.
Ракета-носитель Pegasus XL, подвешенная на самолёте-носителе Stargazer. На ней ещё указана компания Orbital ATK. Credit: Northrop Grumman.
Запуск ракеты-носителя Pegasus XL. На самолёте-носителе Stargazer ещё указана компания Orbital ATK. Credit: NASA/Lori Losey.
Ракета-носитель Pegasus XL в полёте. Credit: NASA/Lori Losey.
Орбита и работа LINK
LINK был запущен на промежуточную орбиту с высотой около 300 км и наклонением 20,6°. Первые 2 недели специалисты будут проводить проверку систем аппарата, после, в течение 2-3 недель, LINK будет поднимать высоту орбиты до почти 400 км и начнёт фазирование — синхронизацию своего движения с телескопом Swift. Сближение аппаратов будет происходить в течение 1-2 недель. LINK также проведёт внешний осмотр Swift. В течение 3 месяцев LINK будет поднимать высоту орбиты телескопа, в этот момент научные наблюдения проводиться не будут. За месяц до отстыковки Swift начнёт постепенный возврат к наблюдениям.
Профиль Swift boost mission. Credit: NASA.
После выполнения задачи и отстыковки планируется провести ряд тестов с LINK, после аппарат начнёт снижать собственную орбиту, чтобы максимально быстро войти в атмосферу Земли, исключив образование космического мусора.
Особенности LINK
LINK создан американской космической компанией Katalyst Space Technologies. Она была основана в 2020 году в Аризоне, а в апреле 2025 года поглотила компанию Atomos Space. В сентябре 2025 года NASA выбрало проект Katalyst Space Technologies для спасения Swift. Компания предоставила на конкурс практически готовый аппарат, а фактор времени был ключевым.
Стартовая масса LINK составила около 400 кг, из которых около 60 кг приходится на рабочее тело («топливо») для электрореактивных двигателей и для маневровых двигателей. Габариты корпуса составляют примерно 1,5 х 1 х 0,5 м.
LINK во время тестирования. Credit: NASA/Scott Wiessinger.
Солнечные батареи LINK после развёртывания имеют большую площадь поверхности и могут обеспечивать до 40 кВт мощности. Это необходимо для работы двигательной установки, в составе которой имеются три двигателя на эффекте Холла (плазменные двигатели). Рабочее тело — ксенон. Подобные двигатели развивают малую тягу по сравнению химическими ракетными двигателями, но они способны работать длительное время. Отсутствие резкого ускорения — необходимое требование для поднятия орбиты Swift. На LINK также имеются 16 двигателей на холодном газе для ориентации и управления.
LINK имеет набор камер и лазерных дальномеров (лидаров) для точного позиционирования и сближения с телескопом Swift. Аппарат довольно автономен и может выполнять многие операции без контроля с Земли, его программное обеспечение может построить 3D-модель Swift. Всё это обеспечивает высочайшую точность позиционирования и контроль скорости сближения на уровне миллиметров в секунду!
Связь с Землёй обеспечивается в S‑ (2 — 4 ГГц) и X‑диапазонах (7 — 10,7 ГГц) частот.
Главная особенность LINK — его манипуляторы. Это три параллельных роботизированных манипулятора, построенных по схеме «расщеплённой» платформы Стюарта. Они имеют захваты с тремя степенями свободы, датчики усилия и момента, а также собственные лидары. LINK сможет начать коррекцию орбиты Swift даже если зацепит телескоп лишь одним манипулятором, однако использование всех трёх обеспечит более надёжную стабилизацию и компенсацию возможных вибраций и микроповоротов.
Swift не имеет агрегатов стыковки, поэтому манипуляторы должны будут захватить фланцы, которые использовались на Земле во время подготовки телескопа к запуску.
LINK готовится к захвату Swift, иллюстрация. Credit: NASA.
Что ещё можно спасти в космосе?
Большинство спутников имеют собственные двигательные установки, которые помогают им корректировать орбиту. Запасов топлива им обычно хватает на многие годы работы. Часто спутник ломается раньше, чем оно заканчивается, а если нет, то практичнее запустить в космос новый. В случае утечек топлива или поломки двигательной установки после запуска оператору проще запросить компенсацию у производителя аппарата и заказать новый, чем возиться с проблемным спутником. Поэтому есть смысл спасать только самые ценные аппараты. К таким относится Swift из-за его уникальности и хорошего технического состояния. Несколько лет назад предлагалось поднять высоту орбиты телескопа «Хаббл», причём буксиром должен был стать пилотируемый космический корабль Crew Dragon компании SpaceX Илона Маска, который сейчас используется для доставки людей к МКС, но в этом мало смысла. Из-за возраста «Хаббл» пережил уже немало сбоев, сейчас он ведёт научные наблюдения с рядом ограничений, а новые обсерватории (в том числе и наземные) значительно превосходят этого старичка.
В любом случае LINK подарит не только лишние годы телескопу Swift, который сможет продолжить уникальные научные наблюдения, но и бесценный опыт.
Успехов Swift boost mission!
