耗資3000萬美元的救援任務徹底失敗，雨燕天文臺正在墜向地球
本文轉載自公衆號“環球科學”（id：huanqiukexue）
NASA的格雷爾斯雨燕天文臺已繞地球運行超過20年，研究着不斷變化的宇宙丨NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
撰文：不周
審校：clefable
7月下旬，剛剛進入太空不到一個月的軌道提升器“鏈接”（LINK），突然變得有些不受控制。它本應穩定地調整朝向，卻開始沿多個方向持續旋轉，一度達到每秒約9度。與地面的通信也隨之變得斷斷續續。工程師隨後發現，LINK搭載的3只反作用輪中已有2只無法正常工作，部分冷氣推進系統也出現故障。對於普通衛星來說，姿態失控已經足夠麻煩，對LINK而言更是糟糕——它此行原本就是爲了援救另一艘航天器。
美國航空航天局（NASA）的格雷爾斯雨燕天文臺（Neil Gehrels Swift Observatory，簡稱Swift）正緩慢墜向地球。按照原定計劃，LINK需要追上Swift，先對這臺空間望遠鏡進行近距離檢查，再伸出3條機械臂抓住它，用推進器把它一點點推回更高的軌道。如今，還沒有真正靠近目標，救援者自己卻先陷入需要救援的境況。
LINK航天器救援Swift天文臺的藝術概念圖丨NASA Goddard
而Swift已經沒有多少時間了。受到高層大氣阻力影響，這臺2004年發射的空間天文臺正在持續失去軌道高度，預計將在2026年晚些時候再入大氣層。爲了趕在那之前挽救它，NASA在2025年與美國催化太空科技公司（Katalyst Space Technologies）簽下一份價值3000萬美元的合同，希望在不到一年的時間裏造出軌道提升器LINK，爲已經工作21年的雨燕天文臺再爭取幾年時間。
此後幾周，工程師一度成功減慢LINK的旋轉，任務似乎還有繼續下去的希望。但8月19日，NASA最終宣佈由於LINK持續存在姿態控制問題，將不再嘗試捕獲Swift，也不會執行原定的軌道抬升。一場原本爲了給雨燕續命的太空救援，至此基本宣告失敗。
難以替代的雨燕
NASA如此捨不得Swift，甚至不惜展開一次倉促而冒險的救援，與Swift獨特的工作方式有關。20世紀90年代末，伽馬射線暴是天文學家最難捕捉的目標之一。這種爆發可以在短時間內釋放驚人的能量，卻出現得毫無預兆，往往只會持續幾秒甚至更短。衛星通常會首先探測到爆發，但等天文學家確定位置、通知其他望遠鏡，再把鏡頭轉過去，最寶貴的觀測階段往往已經結束。
2004年升空的Swift因此被設計得格外“敏捷”。它搭載着3臺分工明確的望遠鏡。爆發警報望遠鏡（BAT）擁有很大的視場，負責不斷巡視天空。一旦發現疑似伽馬射線暴，航天器上的計算機會自動計算位置，隨後整艘Swift迅速轉向，再讓X射線望遠鏡和紫外/光學望遠鏡對準同一個方向，繼續追蹤逐漸暗淡的餘輝。從發現異常，到轉身盯住現場，Swift往往只需要幾十秒到一兩分鐘。“Swift”在英文中意爲“迅捷”，也指飛行敏捷的雨燕。雨燕天文臺這個名字也正源於這種迅速轉身追趕目標的能力。
當中子星碰撞時，一些碎片會以接近光速的粒子流噴射而出，產生短暫的伽馬射線爆發丨NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab
雨燕的迅捷很快展現出價值。2005年5月，Swift首次及時捕捉到一次短伽馬射線暴微弱的X射線餘輝，爲這類爆發來自中子星等緻密天體的併合提供了關鍵證據。此後，它又參與跟蹤2017年的中子星併合事件GW170817，以及2022年亮度打破紀錄的伽馬射線暴“BOAT”。原本只計劃執行兩年主要任務的Swift，就這樣持續工作了21年，研究對象也早已從伽馬射線暴擴展到黑洞、超新星和其他瞬變天體。
更重要的是，這種“快速趕到現場”的能力至今仍難有替代。隨着薇拉·魯賓天文臺等大規模巡天項目投入運行，天文學觀測越來越擅長捕捉天空中突然出現的異常，同時也更需要其他望遠鏡立即跟進，判斷那裏究竟發生了什麼。而雨燕几乎是目前唯一能夠如此快速完成後續觀測的設施。然而，在天文學家越來越需要它的時代，它偏偏要被迫退役了。
意料之外的命運
真正迫使Swift走向終點的並非儀器老化或能源耗盡，而是大氣阻力。Swift運行在近地軌道，這裏雖然已接近真空，卻仍殘留着極其稀薄的大氣。航天器每繞地球飛行一圈，都會與這些粒子發生碰撞，損失一點點速度，軌道也隨之緩慢下降。Swift自身又沒有配備可用於維持軌道的推進系統，因此從2004年發射至今，它已經從最初約600千米的高度下降了兩百多千米。而軌道越低，大氣越稠密，它受到的阻力會越來越強，下降速度也隨之加快。
這場倒計時原本並沒有這樣緊迫。NASA在2023年11月曾爲雨燕進行過軌道預測，不同模型給出的結果差異很大：有些認爲Swift可能在幾年內再入大氣，也有模型認爲它能夠堅持到21世紀30年代。然而，隨着2024年太陽進入活動極大期，而且比預期更加活躍。倒計時鐘的齒輪突然被飛快撥動。
圖片來源：《環球科學》2026年6月刊“前沿”欄目《拯救太空望遠鏡》；製圖：阿曼達·蒙塔涅茲（Amanda Montañez）
增強的太陽活動會加熱地球高層大氣，使它向外膨脹，Swift遭遇的大氣阻力也隨之增加。到2025年1月，NASA的預測迅速收斂，幾乎所有模型都指向同一個結果：如果不採取行動，Swift很可能在2026年再入大氣層。原本或許還有數年的時間，突然只剩下一年多。
爲了儘可能撐到救援到來，2025年12月起，任務團隊開始減少Swift的一部分科學觀測，讓航天器儘量保持阻力最小的姿態。到了2026年，三臺望遠鏡也相繼暫停工作。過去21年，Swift最重要的本領就是迅速轉身追逐天空中轉瞬即逝的爆發。如今，爲了在軌道上多留幾個月，它不得不停止轉身，靜待另一艘救援航天器的到來。
一場豪賭式救援
但這艘救援航天器本身，也在和時間進行一場前所未有的賽跑。2025年9月，NASA向催化太空科技公司提供3000萬美元合同，要求它設計、製造、測試併發射一艘全新的機器人服務航天器。按照最初計劃，從簽約到發射只有約9個月。而這類航天任務通常都需要數年時間進行研發和測試，整個項目的時間從最初就極爲緊張。
更棘手的是，Swift誕生於20多年前，當時的工程師並沒有考慮有一天會有機器人飛過來給它“續命”，因此航天器上既沒有標準的服務接口，也沒有預留抓取點。因此，LINK必須先飛到Swift附近，對它進行近距離拍攝，再決定3條機械臂究竟應該抓在哪裏。
LINK太陽能電池陣列展開，推進器首次點火丨Katalyst Space
而抓住只是第一步，隨後LINK還需帶着比自己大得多的Swift緩慢抬升軌道。整個過程計劃持續數月，任何意外的受力、姿態變化或者碰撞，都可能傷害這臺仍然可以工作的天文臺。這也是爲什麼NASA從一開始就把這次任務稱爲一次“高風險、高回報”的嘗試。
它賭的不僅僅是Swift剩下的幾年壽命。長期以來，多數航天器從設計之初就沒有考慮過維修：發射、工作，最後耗盡壽命，被廢棄在軌道上，等待墜入大氣層。哈勃空間望遠鏡（HST）曾依靠宇航員多次維修和升級，但這種方法成本高昂，也難以複製。
LINK試圖驗證另一條路線。即使一顆老衛星從未爲維修做好準備，機器人是否仍有辦法主動靠近它、檢查它、抓住它，甚至改變它的軌道？如果任務真能成功，未來能靠機器人維修“續命”的遠不止於Swift。
墜落倒計時
7月3日，LINK搭乘美國諾斯羅普·格魯曼公司（Northrop Grumman）的“飛馬座XL”（Pegasus XL）火箭進入太空。最初的測試總體順利，雖然早期出現過通信和反作用輪問題，但工程師很快通過軟件更新恢復穩定控制。到7月中旬，NASA公佈的消息仍然相當樂觀：任務“按計劃推進”，LINK距離真正追趕Swift只剩最後一輪測試。
但不到兩週，情況突然惡化。LINK失去穩定姿態，開始沿多個方向旋轉，通信也變得斷斷續續。3只反作用輪中有2只無法正常工作，部分冷氣推進系統也出現故障。工程師不得不暫停原本的救援計劃，轉而先搶救LINK本身，甚至動用原本負責軌道推進的電推進器來降低旋轉速度。
Link航天器於7月9日拍攝的圖像，此時距其成功發射已過去數日。該航天器原計劃將Swift天文臺推升至更高軌道丨Katalyst Space Technologies
搶救一度取得進展。到8月初，LINK的旋轉速度已經明顯下降，8月11日，新的飛行軟件也成功幫它重新建立姿態控制，任務似乎還有繼續下去的希望。然而僅僅8天后，NASA還是決定停止冒險。8月19日，NASA宣佈LINK將不再嘗試捕獲Swift，也不會執行原定的軌道抬升。真正的救援，到這裏正式結束。
不過，救援失敗並不意味着LINK已經毫無意義。NASA仍計劃讓它嘗試與Swift進行交會和近距離操作，在不抓取對方的情況下，測試未來在軌服務所需要的導航、接近和操作能力。畢竟，這場任務從一開始就不僅是爲了救Swift，也是在嘗試給那些“一次性”老航天器尋找續命方式。這場技術實驗還沒有完全結束，但這些經驗已經無法救回Swift。
圖片來源：NASA''s Goddard Space Flight Center/Chris Smith
如果接下來的測試順利，LINK或許最終還是會來到Swift附近，只是它不會再伸出機械臂。Swift仍會一點點失去高度，最終在今年晚些時候墜入地球大氣層。此前爲了等待LINK，Swift已經暫停了大部分科學觀測。接下來，NASA還需要尋找其他辦法，填補它離開後留下的瞬變天文觀測空缺。
雨燕仍在下墜。
參考文獻
[1]https://www.nasa.gov/news-release/nasa-updates-next-steps-for-commercial-swift-boost-mission
[2]https://science.nasa.gov/mission/swift/swift-boost-mission/
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Swift_boost_mission
[4]https://www.katalystspace.com/mission/link
[5]https://www.scientificamerican.com/article/nasa-calls-off-rescue-mission-for-its-falling-swift-space-telescope/
[6]https://www.science.org/content/article/nasa-abandons-orbit-boosting-rescue-mission-space-observatory
[7]https://www.nytimes.com/2026/08/19/science/nasa-swift-telescope-failed-rescue.html
[8]https://www.reuters.com/science/nasa-katalyst-call-off-swift-rescue-mission-over-issues-with-rescue-craft-space-2026-08-19/
[9]https://apnews.com/article/swift-telescope-nasa-satellite-rescue-800bfbe5aaba5fec9aadd20bdcc138a5
[10]https://arstechnica.com/space/2026/08/nasa-calls-off-mission-to-rescue-swift-gamma-ray-observatory/
本文經授權轉載自環球科學（ID：huanqiukexue），如需轉載請聯繫[email protected]。歡迎轉發到朋友圈。
點個“小愛心”吧
