Operacja: ocalić SWIFTa. NASA ściga się z czasem, by uratować spadający na Ziemię zasłużony teleskop kosmiczny

Można powiedzieć, że wyniesione w listopadzie 2004 roku kosmiczne obserwatorium SWIFT już dawno spełniło pokładane w nim nadzieje. Jego misja miała trwać dwa lata, jednak dzięki znakomitym wynikom była wielokrotnie przedłużana. Teraz NASA planuje wydać 30 milionów dolarów na bezzałogową sondę, która – miejmy nadzieję – przedłuży działanie obserwatorium o kolejne lata.

Uniwersalne obserwatorium kosmiczne

SWIFT był pierwszym na świecie wielozakresowym obserwatorium poświęconym wyłącznie badaniu rozbłysków gamma (GRB). Są to najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie, wywoływane takimi zdarzeniami jak hypernowe, czyli śmierci wyjątkowo masywnych gwiazd (powyżej 20–25 mas Słońca), narodziny czarnych dziur czy zderzenia układów gwiazd neutronowych. Z czasem stał się uniwersalnym obserwatorium astronomicznym.

Teleskop został wyposażony w trzy wzajemnie uzupełniające się instrumenty: BAT (Burst Alert Telescope) wykrywający rozbłyski gamma, XRT (X-ray Telescope) obserwujący promieniowanie rentgenowskie oraz UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope) rejestrujący światło ultrafioletowe i widzialne. Charakterystyczna dla obserwatorium jest zdolność do błyskawicznego obrotu — po wykryciu rozbłysku BAT przekazuje pozycję do centrum naziemnego w ciągu 20 sekund, a cały teleskop autonomicznie kieruje się w stronę zdarzenia i w ciągu 20–100 sekund wskazuje dokładną lokalizację.

6600 publikacji naukowych dzięki teleskopowi SWIFT

SWIFT ma na swoim koncie liczne przełomowe obserwacje. W maju 2005 roku dokładnie zlokalizował krótki rozbłysk gamma (GRB 050509B, trwający zaledwie jedną dwudziestą sekundy). Okazało się, że pochodził on z galaktyki eliptycznej — bez aktywnej formacji gwiazd. To wykluczyło teorię, że wszystkie rozbłyski gamma powstają ze śmierci masywnych gwiazd, i po raz pierwszy wskazało na zderzenia gwiazd neutronowych jako źródło krótkich GRB.

Trzy lata później Swift zarejestrował GRB 080319B — rozbłysk tak potężny, że byłby widoczny gołym okiem, mimo że znajdował się 7,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. W 2022 roku obserwatoria kosmiczne SWIFT i Fermi wspólnie zarejestrowały GRB 221009A — najjaśniejszy rozbłysk gamma w historii obserwacji, nazwany BOAT (Brightest Of All Time). Do swoich 20. urodzin Swift obserwował 1800 rozbłysków gamma, 1400 supernowych, a dane z jego obserwacji posłużyły do ponad 6600 publikacji naukowych.

– SWIFT odegrał kluczową rolę w wysiłkach NASA mających na celu zrozumienie funkcjonowania Wszechświata. Z niecierpliwością czekamy na powrót do tych badań po zakończeniu misji podniesienia orbity – napisał w oświadczeniu S. Bradley Cenko, główny badacz programu Swift z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA.

Start spod samolotu

Jak NASA chce uratować teleskop? Tym razem nie wyśle na orbitę astronautów, jak to miało miejsce w przypadku napraw Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

Zacznijmy od tego, że SWIFT operuje na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), bliżej atmosfery – w tym samym obszarze, w którym znajduje się również Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS). Wszystkie statki kosmiczne w obszarze LEO stopniowo tracą wysokość wskutek oporu szczątkowej atmosfery. Swift opada jednak znacznie szybciej niż przewidywała NASA, ponieważ od jesieni 2024 roku zwiększona aktywność słoneczna spowodowała silniejsze oddziaływanie atmosfery na satelitę.

Misja ratunkowa startuje już jutro. Rakieta Pegasus XL z ratunkowym satelitą LINK na pokładzie zostanie podwieszona pod zmodyfikowanym samolotem pasażerskim L-1011 Stargazer. Samolot wznosi się na ok. 12 tys. metrów, po czym zrzuca rakietę, która odpala silniki i wynosi LINK na orbitę w ciągu około 10 minut.

Po dotarciu na orbitę LINK przejdzie kilkutygodniowy okres testów — sprawdzenie napędów jonowych, czujników LiDAR i ramion robotycznych. Następnie powoli będzie zbliżał się do Swifta, skanując go i oceniając stan.

Robotyczne objęcia i silniki jonowe

W związku z tym, że obserwatorium nie było projektowane z myślą o dokowaniu nie posiada żadnych uchwytów ani interfejsów serwisowych. LINK będzie musiał „złapać” obracający się teleskop i unieruchomić go. Dlatego satelita wyposażony jest w trzy robotyczne ramiona.

Jeśli proces chwytania przebiegnie pomyślnie, LINK uruchomi trzy napędy jonowe i będzie bardzo powoli podnosił orbitę SWIFTa z obecnych ok. 400 km do pierwotnych ok. 600 km. Proces jest długotrwały, gdyż napędy jonowe generują minimalny ciąg. Po zakończeniu operacji LINK odłączy się od teleskopu, by po wykonaniu dodatkowych testów orbitalnych obniżyć własną orbitę i spłonąć w atmosferze.

Projekt jest bardzo ryzykowany i bez wątpienia brawurowy. Tym bardziej, że Katalyst Space Technologies to młoda firma, a LINK to nowy statek kosmiczny, który ma przed sobą bezprecedensowe zadanie. W dodatku wszystko zostało zrobione w ekspresowym tempie dziewięciu miesięcy od kontraktu do startu.

Start misji zaplanowany jest na godz. 12.23 CEST we wtorek 30 czerwca.

Źródło: space.com

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.