救援飞船途中失控　太空救星先学自救再救卫星

一艘赶去救援老卫星的机器人飞船，途中却自身失控。面对反作用轮失灵、推进系统受损，工程师只能边“刹车”边改写控制软件。这场意外，成了一场与时间和未知较量的太空自救。机器人飞船LINK接近Swift天文台示意图，救援任务截至2026年8月10日仍未真正开始。 （NASA）

雨天里汽车抛锚，拖车可以靠近、挂钩，再把车送往修理厂。如果拖车自己在半路失控，救援就多了一层难题。离地数百公里的太空，最近上演了相似一幕：一艘赶去挽救老卫星的机器人飞船，途中先得设法救回自己。

等待救援的是美国国家航空航天局（NASA）的尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台（Neil Gehrels Swift Observatory，简称Swift）。它于2004年升空，擅长追踪伽马射线暴等转瞬即逝的高能天象。20多年过去，仪器仍能工作，轨道却不断降低。NASA在2025年9月委托美国公司Katalyst Space Technologies制造机器人航天器LINK，让它夹住Swift并把天文台推回较高轨道。

Swift像宇宙夜班值班员

Swift像宇宙里的夜班值班员。爆发警报望远镜发现伽马射线闪光后，会迅速把方位传回地面，飞船再转向目标，让X射线与紫外光学望远镜追看逐渐消退的余辉，同时通知其他天文台接力。到入轨20周年时，它已观测到约1800次伽马射线暴，相关资料用于超过6600篇科学论文。这套迅速发现和通报的本领，正是NASA希望保住它的原因。

工程人员在NASA戈达德太空环境模拟器内安装LINK，准备进行真空、冷热、离子推进器和机械臂测试。（NASA）

LINK于2026年7月3日升空。起初太阳能板、通信和推进系统陆续启用，一切似乎按计划推进。三个多星期后，飞船突然翻滚，原定8月初进行的交会只得推迟。到了8月10日，LINK仍在自救，接近、夹持和升轨都还没有开始。

Swift卫星所在的低地球轨道（low Earth orbit）仍有极稀薄的气体。卫星高速穿行，好比迎着几乎感觉不到的风奔跑。微弱阻力会一点点带走轨道能量，使高度下降，这称为轨道衰减（orbital decay）。太阳活动加热高层大气时，较稠密的气层向上膨胀，卫星遇到的“风”也随之增强。

Swift没有用于长期维持轨道的推进系统，只能靠改变姿态争取时间。任务团队从2025年底调整它的朝向，尽量缩小迎风面积，2026年2月又暂停多数科学观测，让飞船保持较流线的姿势。NASA当时估计，平均高度若低于约300公里，救援会更困难。

原计划是让LINK追上Swift，先隔着一段安全距离拍摄。Swift当年没有预留维修接口，地面人员得看过照片，才能判断三只机械臂适合抓在哪里。等位置和速度都配合妥当，LINK才会伸手。每一步都必须在两艘飞船高速运行，又缺乏直接操作余地的情况下完成。接近过程必须缓慢谨慎，偏差可能增加碰撞风险，也会耗掉本已有限的时间余量。这本已是一场没有现成答案，留给团队反复尝试时间并不宽裕的任务。

突如其来的翻滚

7月下旬，LINK在一次飞出地面通信范围的时段内，从稳定姿态转为多轴翻滚，转速约每秒9度。快速转动使通信断断续续，地面团队一度听不见它。随后，机上保护程序自动重启飞船。遥测恢复后，工程师发现三只用于控制朝向的反作用轮（reaction wheel）中，有两只无法运作，负责精细调整的冷气推进系统也只剩部分功能。

自动重启原是飞船的自保办法。Katalyst首席执行官Ghonhee Lee说，程序在超过24小时收不到地面指令后，会按设计切断并重开电源，像把失去回应的电脑关机再启动。飞船随后恢复通信。不过，这次重启可能造成温度骤升，使反作用轮的上游电路过热。

至于最初是什么因素触发翻滚，团队至今没有完整答案。冷气推进器的问题究竟在事发前已经出现，还是翻滚后的结果，也要等更多数据。太空故障很少排成整齐的因果链，有时原因和后果会在同一刻缠在一起。

地面团队先从一个较实际的问题着手：飞船还有什么能用？LINK仍可供电和通信，机械臂、交会传感器与电推进系统大致正常。工程师于是调用原本负责变轨的霍尔效应推进器（Hall effect thruster），让可以转动的喷口朝翻滚的反方向轻推。

这种推进器推力很小，像用一根手指慢慢按住旋转的转椅。团队一轮轮点火，再从遥测查看飞船慢了多少。截至8月5日，LINK的转速已从每秒约9度降至1.47度，整个过程耗用的推进剂少于100克。少用一点，便能为日后的交会和升轨多留一点。

让飞船慢下来只是第一步。原来的控制软件按三只反作用轮和完整推进系统编写，如今少了两只轮子，好比乐队临时缺了两名乐手，指挥得重新分配余下成员的声部。工程师要安排仅存的反作用轮和各类推进器分别做什么，再把新办法放进模拟器和地面系统反复测试，确认不会顾此失彼，才敢传给太空中的LINK。

新的飞行软件若能恢复三轴姿态控制，LINK才会开始调整轨道，与Swift逐步并行。Katalyst把接近时间推迟到8月底；拍摄和检查完成后，是否尝试夹持仍取决于两艘飞船的状况。截至8月10日，官方尚未确认新软件已经上传。

科学与工程如在雾中修路

眼下的故事已不再是拖船直奔目标那么简单。团队没有等到所有原因水落石出才行动。他们先让LINK慢下来，再根据飞船眼下还能使用的零件重写控制方法。每次短暂点火都会产生新数据，也可能推翻前一次的判断。

科学与工程有时像在雾中修路。人们先量清脚下的一小段，铺稳后再往前看。计划可以修改，模型也要接受真实环境的检验。转速从9降到1.47，是已经走稳的一段；能否恢复控制、追上Swift并伸出机械臂，仍藏在前方的雾里。

若LINK后来成功夹持Swift，那份成功也会包含这段失控、停顿和改写软件的经历。即使结果未定，团队已经提醒我们：把机器送上太空之后，还得承认它们会老、会失手，并为重新站稳留下余地。

小知识

反作用轮怎样让卫星转身？轮子由电动机带动，在飞船内部加速旋转。根据角动量守恒，轮子向一个方向加速，飞船本体便会缓慢转向相反方向，全程不必喷出推进剂。这很像人坐在旋转椅上，手里举着一只飞轮；手中的轮子转起来，椅子也会作出相反反应。LINK原有三只反作用轮，配合控制飞船的三个方向。两只失效后，余下一只无法照原设计独自稳定飞船。工程师只好请推进器分担工作，再为这套临时组合改写控制软件。反作用轮若长期吸收外界扰动，转速也可能越来越高，最后达到极限。卫星通常会启动推进器或磁力矩器，卸去累积的角动量，让轮子回到合适转速。

科普能哭会笑还接广告 AI虚拟人开启吸金时代购买此文章

最新

热门

Loading...

更多消息

订阅新闻速递，洞悉时代脉搏。

只想接收感兴趣的新闻速递? 点击设置您的偏好。

注册即表示我接受新报业媒体不时更新的使用条款及个人资料保护声明。

是， 我希望收到新报业媒体的市场宣传及营销信息。