Rakieta Pegasus poleciała ostatni raz. Ratuje teleskop NASA

Rakieta Pegasus XL poleciała po raz ostatni i trudno wyobrazić sobie bardziej symboliczne zakończenie jej kariery. Zamiast wynosić zwykłego satelitę, wysłała na orbitę robotyczny statek LINK, który ma dogonić i uratować jeden z najważniejszych teleskopów NASA. Celem jest Neil Gehrels Swift Observatory, wysłużone obserwatorium badające rozbłyski gamma. Swift od miesięcy traci wysokość, a bez pomocy może wejść w atmosferę i spłonąć.

Pegasus XL nie startuje tak jak klasyczne rakiety. Nie stoi na wyrzutni, nie odpala silników z ziemi i nie wznosi się pionowo w słupie ognia. Najpierw jest podczepiany pod zmodyfikowany samolot L-1011 Stargazer. Maszyna startuje z pasu, wznosi rakietę na dużą wysokość, a dopiero potem Pegasus zostaje odłączony i uruchamia własny napęd.

Tak było również tym razem. Stargazer wystartował z atolu Kwajalein na Wyspach Marshalla, wzniósł się na wysokość około 12 km i wypuścił rakietę z robotycznym statkiem LINK. Pegasus odpalił kolejne stopnie na paliwo stałe i wyniósł ładunek na niską orbitę okołoziemską.

To koniec bardzo nietypowego programu. Pegasus zadebiutował jeszcze w 1990 r. i przez lata był jednym z najbardziej charakterystycznych systemów wynoszenia niewielkich ładunków. Jego największą zaletą była elastyczność: rakieta startująca z samolotu mogła korzystać z różnych lotnisk i łatwiej trafiać na orbity trudne do osiągnięcia z klasycznych kosmodromów.

W misji Swift Boost ta cecha okazała się szczególnie ważna. Swift porusza się po nietypowej orbicie o niskim nachyleniu, dobranej tak, by ograniczać wpływ tzw. anomalii południowoatlantyckiej. To obszar, w którym pasy radiacyjne Ziemi schodzą bliżej powierzchni, a satelity mogą być mocniej narażone na promieniowanie. Dla teleskopu obserwującego wysokoenergetyczne zjawiska w kosmosie takie zakłócenia są poważnym problemem.

Jak pisaliśmy w tekście: Wielka akcja ratunkowa NASA. Tak uratują teleskop, wybór Pegasusa nie był przypadkową nostalgią za starą technologią. W tej misji liczyły się czas, geometria orbity i możliwość szybkiego dopasowania trajektorii.

Neil Gehrels Swift Observatory wystartował w 2004 r. i miał badać rozbłyski gamma. To krótkie, ekstremalnie energetyczne błyski promieniowania, które mogą powstawać m.in. przy śmierci masywnych gwiazd, narodzinach czarnych dziur albo zderzeniach gwiazd neutronowych. Dla astronomów są jak kosmiczne alarmy: trwają krótko, ale niosą informacje o najbardziej gwałtownych procesach we Wszechświecie.

Swift jest wyjątkowy, bo potrafi szybko reagować. Gdy wykryje rozbłysk, może skierować instrumenty w odpowiednie miejsce i obserwować to samo zjawisko w promieniowaniu gamma, rentgenowskim, ultrafioletowym oraz widzialnym. To pozwala nie tylko zauważyć błysk, ale też zrozumieć, co dzieje się po nim.

Problem polega na tym, że Swift nie ma własnego napędu do utrzymywania orbity. Każdy obiekt na niskiej orbicie okołoziemskiej odczuwa opór bardzo rozrzedzonej górnej atmosfery. Zwykle jest on niewielki, ale działa bez przerwy. Jeśli satelita nie może od czasu do czasu podnieść orbity, powoli traci wysokość.

Ostatnio sytuację pogorszyła aktywność Słońca. Gdy Słońce jest niespokojne, górne warstwy atmosfery mogą się rozszerzać, a opór dla satelitów rośnie. Swift zaczął opadać szybciej, niż zakładano, więc zespół misji musiał ograniczyć obserwacje i ustawiać teleskop tak, by zmniejszyć hamowanie.

Jak pisaliśmy w tekście: Teleskop NASA leci ku Ziemi. Będą go łapać w locie, NASA od miesięcy grała tu z czasem. Jeśli obserwatorium zejdzie zbyt nisko, jego uratowanie stanie się znacznie trudniejsze albo niemożliwe.

Na orbitę poleciał LINK, robotyczny statek serwisowy zbudowany przez Katalyst Space Technologies. To niewielki pojazd, ale jego zadanie jest ogromne. Ma przejść testy na orbicie, nawiązać łączność, rozłożyć panele słoneczne, sprawdzić systemy, a potem rozpocząć pościg za teleskopem Swift.

Samo podejście nie będzie szybkim kosmicznym manewrem jak z filmu. LINK ma przez kilka tygodni obserwować Swifta, analizować jego kształt i oceniać możliwe punkty uchwytu. To konieczne, bo Swift nie był projektowany z myślą o serwisowaniu. Nie ma portu dokującego ani specjalnego zaczepu, do którego można po prostu podłączyć ratowniczy statek.

LINK ma trzy robotyczne ramiona. Po wybraniu miejsca chwytu ma złapać teleskop i przy pomocy łagodnych silników jonowych powoli podnieść jego orbitę. Silniki jonowe nie dają gwałtownego kopnięcia jak klasyczne silniki rakietowe. Zapewniają mały, ale długotrwały ciąg, idealny do delikatnego przesuwania satelity bez brutalnego szarpnięcia.

To ważne, bo Swift jest cennym, ale starym instrumentem. Nie chodzi o to, żeby go zholować na siłę, tylko żeby przesunąć go tak ostrożnie, by po całej operacji nadal nadawał się do pracy naukowej.

Cała operacja kosztuje około 30 mln dol. W realiach kosmicznych nie jest to ogromna kwota, szczególnie jeśli zestawić ją z wartością unikalnego obserwatorium i kosztem budowy następcy. Ale pieniądze nie są tu najciekawsze. Najważniejsze jest to, że NASA próbuje uratować satelitę, którego dawniej prawdopodobnie po prostu by straciła.

Przez dekady wiele urządzeń orbitalnych działało według dość brutalnej logiki: wysłać, używać, a po końcu paliwa lub przy problemach pozwolić im spaść, spłonąć albo zostać martwym obiektem na orbicie. Serwisowanie było wyjątkiem, znanym głównie z misji do Teleskopu Hubble’a, które wymagały astronautów i wahadłowców.

Swift Boost pokazuje inną drogę. Prywatny, robotyczny statek ma przechwycić rządowe obserwatorium bez udziału astronautów i bez wcześniejszego przygotowania teleskopu do naprawy. Jeśli to się uda, kosmos zyska coś w rodzaju pomocy drogowej dla satelitów.

Jak pisaliśmy w tekście: Bezpardonowa walka z czasem. Kosmos zyska holownik, stawką nie jest tylko jedno obserwatorium. Chodzi o technologię, która może przedłużać życie satelitów, podnosić ich orbity, usuwać część problemów z kosmicznymi śmieciami i zmienić sposób zarządzania infrastrukturą na orbicie.

Udany start nie oznacza jeszcze uratowania Swifta. Na razie LINK jest na orbicie, ale przed nim długa lista krytycznych etapów. Najpierw musi potwierdzić sprawność systemów, rozłożyć panele, utrzymać łączność i rozpocząć serię manewrów. Potem przyjdzie czas na zbliżenie do teleskopu, obserwacje, wybór punktu chwytu i samo przechwycenie.

Najbardziej ryzykowny moment nastąpi właśnie przy kontakcie. Swift nie może zostać uszkodzony, wprawiony w niekontrolowany obrót ani potraktowany zbyt gwałtownie. Na orbicie nie ma drugiej próby w warsztacie. Każdy błąd może oznaczać utratę teleskopu albo samego statku ratunkowego.

Jeśli jednak wszystko pójdzie zgodnie z planem, Swift ma zostać podniesiony z obecnej wysokości około 360 km w okolice pierwotnej orbity, czyli około 600 km. To może dać mu kolejne lata pracy. Obserwatorium mogłoby wrócić do badań kosmosu, a NASA dostałaby dowód, że szybkie, robotyczne misje ratunkowe są możliwe.

Przeczytaj także:

Pegasus zakończył karierę w najbardziej przewrotny sposób. Swoim ostatnim lotem nie otworzył nowej misji naukowej, lecz wysłał ratownika po starą. To dobry obraz zmiany, która zachodzi na orbicie. Coraz mniej chodzi tylko o wynoszenie kolejnych urządzeń, a coraz bardziej o utrzymanie przy życiu tych, które już tam są.

Najbliższe tygodnie pokażą, czy LINK naprawdę dogoni Swifta i czy uda się przeprowadzić orbitalną operację bez skalpela, bez astronautów i bez drugiego podejścia. Start był finałem Pegasusa. Dla teleskopu NASA to dopiero początek najważniejszej próby od 2004 r.