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雨燕天文台恐墜地!NASA出手搶救 斥資3千萬美元發射機器人太空船

雨燕天文台自2004年發射升空,是NASA研究伽瑪射線暴(Gamma-ray Bursts)的重要設備。(圖/翻攝自NASA)

美國國家航空暨太空總署(NASA)計畫於美東時間7月1日執行1項特殊的太空任務,發射機器人太空船「LINK」,替服役超過20年的「尼爾.格雷爾斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)」提升軌道,避免其因軌道持續衰減而墜入大氣層解體,同時也希望藉此開啟太空衛星在軌維修與延壽的新時代。

美國NBC報導,雨燕天文台自2004年發射升空,原先設計壽命僅2年,但至今仍持續執行觀測任務,是NASA研究伽瑪射線暴(Gamma-ray Bursts)的重要設備。伽瑪射線暴是宇宙中能量最強大的爆炸現象之一,通常發生於黑洞形成、超高密度恆星碰撞等劇烈天文事件。

過去20多年來,雨燕已觀測超過1,400起伽瑪射線暴及其他高能宇宙事件,甚至記錄到距離地球約130億光年的爆炸恆星,為天文學界提供大量珍貴數據。不過,雨燕近年因低地球軌道受到大氣阻力影響,高度持續下降。NASA預估,若不採取措施,其軌道最快將於今年10月降至約298公里的危險高度,最終恐因重返大氣層而燒毀解體。

NASA天文物理部門主管多高德曼(Shawn Domagal-Goldman)表示,雨燕最大的特色就是能迅速轉向夜空,第一時間鎖定宇宙中的爆炸事件,因此決定投入資源延長它的服役壽命,「它是一座能快速尋找宇宙爆炸事件的天文台,因此我們認為,它值得被拯救。」

據悉,此次任務由亞利桑那州新創公司Katalyst SpaceTechnologies負責打造LINK機器人太空船。NASA去年以3,000萬美元委託該公司執行計畫,並由航太大廠Northrop Grumman提供Stargazer運輸機及Pegasus XL火箭負責發射。根據規劃,運輸機將自馬紹爾群島起飛,飛至約4萬英尺高空後釋放火箭,再將長約1.8公尺、重約399公斤的LINK送入軌道。

LINK升空後,將花費數個月時間逐步接近雨燕,完成太空交會並捕捉望遠鏡,再透過推進系統將其送往更高、更穩定的軌道,延長使用年限。NASA指出,所有低地球軌道衛星都會因稀薄大氣產生阻力而逐漸降低高度,加上2024年適逢太陽11年活動週期中的「太陽極大期」,頻繁的太陽閃焰與日冕物質拋射,使地球高層大氣受熱膨脹,進一步增加衛星飛行阻力,也加速雨燕軌道衰減。

賓州州立大學天文物理學教授努塞克(John Nousek)認為,若LINK任務成功,不僅能延長雨燕的科學價值,也將證明許多原本沒有維修設計的衛星,仍可透過後續技術延長壽命。他指出,以3,000萬美元讓1枚當年造價約3億美元的衛星恢復完整任務能力,遠比重新打造新衛星更具經濟效益。

Katalyst Space Technologies技術副總裁威爾森(Kieran Wilson)則表示,希望這次「Swift Boost」任務能改變外界對衛星的既有觀念。他指出,未來衛星不應只是發射、服役、退役三部曲,而應具備補充燃料、重新定位、維修甚至升級的可能性。

不過,威爾森也坦言,真正的挑戰仍在太空交會。由於雨燕當年並未設計在軌維修功能,沒有推進器,也無法自行配合對接,因此LINK必須依靠自身技術完成接近、捕捉與軌道提升,每一步都充滿技術難度。他表示,團隊已完成所有前置準備,對任務成功充滿信心,也期待為未來衛星延壽與太空維修建立新的典範。