NASA放弃Swift救援，Starling首次自主定轨：航天器自主的两堂课

一个任务验证了新的导航方式。另一个没能救回一台望远镜。两件事在一个月内先后摆到NASA的桌上。

8月17日，NASA宣布Starling任务用一套新系统确定了卫星在轨道上的位置。它的参照物不是导航网络，而是太空中的其他物体。这项名为FALCON的技术演示由NASA与斯坦福衍生公司EraDrive联合开展。做法是把Starling相机拍到的目标，与美国战争部维护的约2万个空间目标公开目录进行比对。NASA称，航天器随后把这些经过核实的目标当作参考点，计算自身轨道。三天时间里，FALCON在没有地面干预的情况下修正了200多个目标的已知轨道。

两天后，情况转暗。《科学美国人》报道，2004年发射、用于研究伽马射线暴的NASA尼尔·格雷尔斯·Swift天文台将在今年晚些时候再入大气层烧毁。救援尝试在真正开始之前就已失败。

一台没有推进器的望远镜

Swift自身没有推进器，无法抬升轨道。2024年开始的一段强烈太阳活动期里，这座天文台的高度迅速下降。Ars Technica解释了其中的机制：太阳活动增强会加热地球大气，低地球轨道卫星受到的阻力随之增大，轨道衰减加快。

2025年，NASA把一份3000万美元的合同授予亚利桑那州公司Katalyst Space Technologies，要求建造名为LINK的救援航天器。按Ars Technica的描述，计划是让LINK飞抵Swift，用三条机械臂抓住它，再把它推到足够高的轨道以避开再入。NASA给Katalyst的时间是九个月，要完成设计、建造并发射一颗前所未有的卫星。这一过程通常需要数年。

LINK于7月3日搭乘诺斯罗普·格鲁曼的飞马座XL火箭升空。据NBC新闻报道，任务管理人员在发射后建立了通信。但飞行不到两周，团队就开始报告探测器姿态出现问题。在7月15日的一篇博客文章中，NASA称Katalyst的工程师已经处理了早期的通信和姿态控制问题。这些软件补丁看来没有奏效。7月28日，NASA表示LINK的姿态控制系统发生故障，航天器开始旋转，通信时断时续。

Ars Technica报道，卫星三个反作用轮中有两个停止工作，用于精细指向控制的冷气推进器也出现问题。这样一来，唯一能重新控制这艘航天器的手段，只剩下三台低推力等离子推进器。而它正以每秒近5英里的速度飞行。NASA称LINK的旋转速度约为每秒9度。本月推进器降低了旋转速度，但根本的姿态控制问题依然存在。周三，NASA和Katalyst宣布放弃救援。

“这不是我们努力争取的结果，但它不会改变这次任务值得尝试的原因，”NASA局长贾里德·艾萨克曼在声明中说。“我们会从LINK的交会尝试中尽可能吸取一切，并把这些经验用到后续任务上。”

Katalyst首席执行官Ghonhee Lee在声明中表示，公司接下的是一项“高风险、高回报的挑战”，并为已经达到的里程碑感到自豪。“我们已经学到了大量东西，现在的工作是把这些经验变成能长期留存的东西，”Lee说。他描述的计划是建立“一套可重复的操作手册，为未来的交会与近距离操作以及卫星服务提供参考”。

Starling究竟证明了什么

与Starling的对比十分鲜明。Starling的FALCON载荷不需要新硬件。它复用了航天器上的星敏感器相机，这是一种通过识别亮目标来确定航天器朝向的标准仪器，再结合EraDrive的Era-Core飞行软件和一份星上已知卫星目录。

“FALCON是Starling演示任务的又一次成功，”NASA艾姆斯研究中心小型航天器与分布式系统项目经理罗杰·亨特在该机构的公告中说。“FALCON的结果可能对在轨空间交通监测、碰撞规避和替代导航产生深远影响。”

NASA称，利用光学相机参照其他物体的相对位置来导航，并完成自身轨道测定，这在航天器上尚属首次。在另外的实验中，目录更新功能在Starling星上生成的目标位置预测，比地面站提供的预测更准确。

传统卫星导航依赖GPS信号，而在月球或深空，这些信号要么不可靠，要么根本不存在。NASA把FALCON定位为月球卫星集群、分布式科学任务和载人探索的基础。今年晚些时候，2023年发射的Starling将扩展这项实验，让四颗航天器组成的集群共享跟踪数据，协同修正各自的位置。

这两件事并不是关于新旧路线的道德寓言。LINK的失败是机械性的：反作用轮、推进器、姿态控制。FALCON的成功是计算性的。但两者指向同一种压力：让地面网络和人工操作员去做航天器越来越有能力自己做出的决定，代价究竟有多大。

Swift的损失让这种代价变得具体。天文学家仍然依赖这座天文台多波段仪器与灵活指向的组合来定位伽马射线暴，供其他望远镜后续观测。“我们原本都希望Swift能带来更多科学成果，”NASA天体物理部主任肖恩·多马加尔-戈德曼在声明中说。“但我们知道，无论结果如何，这次任务的经验都值得。”

Katalyst并没有放弃LINK。航天器仍然存活，公司表示将尝试接近并与Swift交会，以演示近距离导航技术。NASA天体物理部称这次任务是“一次前所未有的尝试，时间表被太阳活动逼得异常紧凑”。

值得关注的正是这个时间表。NASA把数年的研制压缩到九个月，并为此接受了技术风险。该机构是否会重复这种取舍，下次又会改变什么，比损失一台22岁的望远镜更重要。