Starling的FALCON不靠GPS也能算出自己的轨道，下一步是让整个星群共享

NASA的Starling任务在航天器自主性上又跨过一道节点。它用一套新系统，靠参照太空中的其他物体来确定卫星的轨道位置，不再依赖导航网络。NASA在其小型卫星网站的一篇博客文章中公布了这一结果，文章日期为2026年8月17日。

FALCON载荷的全称是「快速自主失位星载目录光学导航」（Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation），由NASA与EraDrive联合开展飞行实验。EraDrive是从斯坦福大学剥离出来的初创公司。该系统把EraDrive的Era-Core飞行软件、Starling的相机以及一份星载已知卫星目录结合起来。这次演示检验了两项能力。

在定位、导航与授时实验中，FALCON把航天器星敏感器相机拍到的目标，包括其他航天器和轨道碎片，与美国战争部维护并公开的天体目录进行匹配。随后FALCON把这些经过核验的目标当作参照点，算出Starling自身的轨道。

在另一组实验中，团队把约2万个太空天体及其预测轨道的完整目录装入航天器。FALCON将这份数据与相机观测结果相互关联，估算出的位置比单用目录数据更精确。在为期三天的时间里，它提高了200多个天体的已知轨道精度，全程没有地面操作人员介入。

NASA表示，航天器用光学相机、以与其他太空物体的相对位置来导航并确定自身轨道，这是第一次。目录更新实验在Starling星上给出的天体位置预测，比地面站提供的更准。

「FALCON是Starling演示任务的又一次成功。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加州硅谷艾姆斯研究中心小型航天器与分布式系统项目经理Roger Hunter说。「Starling拿下的『第一次』还在不断增加。」

这些为什么重要？GPS在低地球轨道很好用，Swift和Starling都在这一轨道高度飞行，但到了月球附近或更远的地方，任务规划者就不能指望它了。NASA把FALCON视为月球卫星星群、分布式科学任务和载人探索的基础工作，在这些场景中，每颗航天器都要知道自己在哪，多个点位的测量才能对齐。

Starling于2023年发射。今年晚些时候，任务将用Era-Core扩展FALCON实验，让由四颗航天器组成的星群共享跟踪数据，集体修正各自的位置。NASA把这称作下一步：一颗卫星靠目录导航只是演示，四颗卫星互相校验才更接近可运行的星座。

这项实验也体现出NASA在扶持商业创新上的作用。项目最初是大学小型卫星技术合作项目，后来发展成EraDrive，如今该公司正把Era-Core软件及相关硬件商业化，用于更广泛的场景。Starling给了这家公司一个真实环境测试的平台。

Starling任务由NASA艾姆斯研究中心牵头。设在艾姆斯、隶属研究与技术任务理事会的小型航天器与分布式系统项目负责资助和管理。

与此同时，一项针对老旧卫星的救援任务失败了

Starling的结果出炉的这一个月里，NASA还不得不放弃另一类完全不同的实验。NASA和Katalyst Space Technologies于8月19日星期三宣布，放弃用机器人任务抢救Swift伽马射线望远镜，该望远镜正走向坠出轨道，Ars Technica和NBC News报道了这一消息。

救援卫星名为Link，7月3日搭乘诺斯罗普·格鲁曼的飞马座XL火箭升空。它的设计目标是飞到NASA的Neil Gehrels Swift天文台附近，用三条机械臂抓住它，再把轨道抬高到足以避免再入大气层。Link大约有一台冰箱那么大，装有两块太阳能电池板和三台氙气电推力器。

Swift任务2004年发射，原设计寿命两年，但天文学家至今仍依赖它探测和研究伽马射线暴。该天文台没有维持轨道用的推力器，救援是让它继续工作的唯一办法。

NASA在发射前不到一年把一份3000万美元的合同授予Katalyst。NASA称，救援必须在这个夏天之前发射，才能在Swift坠回大气层前追上它。Ars Technica报道，Katalyst用九个月完成建造，这样的时间表逼出了艰难的取舍。《科学美国人》报道，Katalyst只有九个月来设计、建造并发射LINK。

问题在7月下旬开始出现。NASA于7月28日表示，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。NBC News报道，航天器以每秒约9度的速度旋转；任务管理人员本月点火推力器以减缓旋转。Ars Technica报道，卫星三台反作用轮中有两台停止工作，用于精细指向控制的冷气推力器也出现问题。

Katalyst在领英的一篇帖子里说，公司与NASA达成一致，由于航天器控制问题持续存在，「本次任务将不包含对NASA的Neil Gehrels Swift天文台的捕获与抬轨」。

「Katalyst设计、研制并发射了一艘实验航天器，去执行一项野心勃勃的任务，时间表非常激进。」公司首席执行官Ghonhee Lee说。「我们接下这个高风险高回报的挑战，为沿途取得的节点感到自豪。我们已经学到很多，现在的任务是把这些经验变成能长期沿用的东西，建立一套可重复的操作手册，用于未来的交会与近距离操作以及卫星服务。」

NASA局长Jared Isaacman承认结果并非所愿。「这不是我们努力争取的结果，但这不改变这项任务值得尝试的理由。」他在一份声明中说。「团队以极快的速度推进，给了Swift继续做科学的机会，也推进了美国未来卫星服务所需的能力。」

NASA天体物理部主任Shawn Domagal-Goldman说，这次任务「是一次史无前例的尝试，时间表由太阳活动逼出来，前所未有」。NBC News报道，Swift的麻烦始于2024年，正值太阳活动强烈的一段时期：低地球轨道上的所有卫星都会因大气阻力损失高度，太阳活跃时大气受热，阻力增大，轨道衰减更快。

Link仍然活着。Katalyst表示，会尽量利用航天器剩余的能力，或许仍足以靠近Swift，演示其近距离导航系统。该公司是美国几家从事卫星服务的企业之一，这类能力最终可能用于为卫星加注燃料、维修或升级。交会传感器和机械臂，正是那些未来任务真正需要的技术。

没有抬轨，Swift预计将在今年晚些时候再入大气层。Ars Technica给出的天文台成本为5亿美元。《科学美国人》报道，该天文台已在救援尝试前暂停运行，高能观测因此出现空白。