Katalyst的Link航天器开始追逐NASA的Swift天文台：首次商业卫星救援任务
精选图片： [Katalyst Link航天器在轨道上接近NASA的Swift天文台的艺术渲染图；来源：Katalyst Space Technologies]
一枚鞋盒大小、在不到九个月内建造完成的航天器，正在与时间赛跑，在NASA的Swift伽马射线暴天文台的轨道衰减到无法挽回之前将其救回。Katalyst Space Technologies的Link航天器于7月3日搭乘诺斯罗普·格鲁曼公司的飞马座XL火箭从夸贾林环礁发射升空，并已开始检查程序，准备执行首次商业捕获一枚未经准备的、仍在运行的政府卫星的任务。
NASA的Swift天文台是一枚价值约5亿美元的资产，于2004年11月发射，最初设计寿命为两年的主要任务。它远远超出了预期，每年在多个波段上探测到约100次伽马射线暴。但Swift没有搭载推进系统，由于太阳活动第25周期加剧的大气阻力，其轨道已从585公里衰减至约363公里。
临界阈值为300公里。预计Swift将在2026年10月左右越过这一阈值，届时安全捕获将变得不可能。
从零打造的航天器
NASA于2025年9月与总部位于亚利桑那州弗拉格斯塔夫的初创公司Katalyst签订了一份约3000万美元的合同，要求在不到一年的时间内设计和建造一枚救援航天器。成果就是Link，一枚重500公斤、大约相当于一个大号迷你冰箱大小的卫星，配备了三只机械臂、LiDAR传感器和用于自主导航与检查的摄像头。
“该装置拥有多个超导磁体，分布在不同的轴向上，”Katalyst首席执行官Ghonhee Lee在早些时候描述公司技术的声明中表示。”这是一次快速、高风险、高回报的任务，”NASA戈达德航天飞行中心任务总监John Van Eepoel补充道。
挑战因Swift没有对接接口而变得更加复杂：它从未为维护而设计。Katalyst的工程师确定了发射前运输法兰：2004年用于地面操作的小型金属边缘：作为唯一可行的捕获点。但不存在发射前Swift背面的图像，这意味着只有当Link进行飞越检查时，不确定性才能得到解决。
“我们依赖Swift维持自身指向控制的能力，”Katalyst Space Technologies的Link项目首席研究员Kieran Wilson表示。”一旦我们接近到几十米以内，Swift将与我们协同进行机动，以便我们检查捕获位置，确保它们没有撕裂的多层隔热材料。”
追逐
在接下来的几周内，Katalyst将对Link的推进、传感器和导航系统进行检测。三台霍尔效应氙离子推进器将为交会和最终的轨道提升提供渐进高效的推力。
捕获序列要求Link接近Swift，在几十米距离内进行飞越检查，使用LiDAR构建天文台的3D模型，选择最佳捕获法兰，并用三只机械臂锁定。然后，在几个月的时间里，离子推进器将组合体推回约600公里的轨道，有可能将Swift的寿命延长至2030年代。
“这是一次历史性的任务，”Katalyst战略合作伙伴副总裁Robert Lamontagne表示。”一个能够捕获未经准备卫星的机器人航天器。这首先是一项商业任务。我们以服务的形式提供这项能力。”
在轨服务的转折点
如果成功，这项任务将证明，任何没有搭载推进系统的低地球轨道卫星都可以被拯救，而不仅仅是那些带有维护接口的卫星。Katalyst的方法代表了卫星行业从传统的一次性使用模式向该公司所称的”升级经济”的转变。
“我们认为航天器运营商不应再受发射前做出的愚蠢决策的约束，”Lamontagne表示。”即使卫星从未为此准备过，你也应该能够为其加油、重新定位、改变用途、维修，甚至升级。”
以往的在轨服务任务，例如诺斯罗普·格鲁曼公司的MEV-1（2020年），是与具有标准接口的协作式GEO卫星对接。Katalyst的Link的目标是在数周的时间线上，对LEO中一枚活跃运行中的无人科学卫星进行操作，这是一个根本不同的挑战。
翻译：婷