NASA vysílá robota k záchraně observatoře Swift. Odvážná operace by mohla odstartovat novou éru vesmírných oprav

NASA se pokouší zachránit jednu ze svých nejdéle sloužících kosmických observatoří. Gama observatoř Swift, která od roku 2004 sleduje nejsilnější exploze ve vesmíru, totiž kvůli zvýšené sluneční aktivitě stále rychleji ztrácí výšku a bez zásahu by během několika let zanikla v atmosféře Země.

Americká agentura proto spouští odvážnou záchrannou misi za zhruba 30 milionů dolarů, jejímž cílem je zvýšit oběžnou dráhu teleskopu pomocí autonomní robotické sondy. Pokud se operace podaří, půjde o první americký pokus o autonomní robotickou záchranu družice na oběžné dráze a důležitý test nové éry kosmických servisních misí.

Závod s časem

Observatoř Swift byla vypuštěna v roce 2004 s cílem vyhledávat krátkodobé kosmické jevy, především záblesky gama záření, výbuchy supernov nebo další energetické exploze. Právě schopnost téměř okamžitě zaměřit nově vzniklou událost z ní udělala jeden z nejdůležitějších astronomických přístrojů své generace.

V posledních letech se však její situace výrazně zhoršila. Atmosféra Země se vlivem intenzivní sluneční aktivity rozpíná do větších výšek, čímž roste odpor prostředí působící na družice na nízké oběžné dráze. Swift proto postupně ztrácí výšku stále rychleji a podle současných odhadů se už letos na podzim dostane pod kritickou hranici přibližně 300 kilometrů. Pokud by k tomu došlo, nebylo by už možné observatoř bezpečně zachránit.

NASA proto už v únoru ukončila všechna vědecká pozorování a vypnula palubní přístroje. Tím se snížila spotřeba energie i orientační manévry, což pomohlo zpomalit další pokles oběžné dráhy a získat několik cenných měsíců navíc.

Robot s mechanickými pažemi

Samotnou záchrannou misi zajišťuje americký startup Katalyst Space Technologies. Jeho autonomní kosmická loď Link má již tento týden odstartovat na raketě Pegasus, která bude vypuštěna z letadla nad Marshallovými ostrovy v Tichém oceánu. Start je v předběžně plánován na úterý 30. června ve 12:23 SELČ.

Po dosažení oběžné dráhy čeká sondu přibližně měsíc dlouhá cesta k observatoři. Jakmile se k ní přiblíží, pokusí se ji zachytit pomocí tří robotických ramen. Každé z nich je zakončeno dvojicí drobných chapadel připomínajících ruce figurek LEGO. Celý systém byl navržen tak, aby dokázal bezpečně uchopit družici, která nikdy nebyla konstruována pro servisní zásahy ani mechanické spojení s jiným kosmickým plavidlem.

Po úspěšném zachycení začne několik týdnů trvající série zážehů motorů, která zvýší oběžnou dráhu Swiftu z přibližně 360 kilometrů na zhruba 600 kilometrů nad Zemí. Pokud vše proběhne podle plánu, observatoř by se mohla vrátit k vědecké práci už během září.

Mimořádně obtížná operace

Celá mise představuje značné technické riziko. Swift váží přibližně 1,4 tuny a při svém vzniku nebyl vybaven žádnými úchyty ani rozhraními určenými pro budoucí opravy. Robot tak bude muset zachytit objekt, který se pohybuje rychlostí téměř 28 tisíc kilometrů za hodinu, aniž by jej poškodil.

NASA si obtížnost úkolu dobře uvědomuje. Když agentura loni uzavřela smlouvu se společností Katalyst, stanovila podle představitelů firmy v podstatě jen dvě podmínky: pracovat co nejrychleji, a hlavně situaci ještě nezhoršit. Už samotný fakt, že se podařilo připravit celou misi během pouhých devíti měsíců, považují zástupci NASA za mimořádný úspěch.

Úspěch přitom není zaručen. Pokud by se robotu nepodařilo observatoř bezpečně zachytit nebo by během operace došlo k poškození některého systému, Swift by mohl být nenávratně ztracen.

Proč stojí za záchranu?

Přestože je observatoř stará více než dvě desetiletí, zůstává pro astronomy velmi cenným nástrojem. Jakmile některý z teleskopů objeví nečekaný kosmický výbuch nebo jiný krátkodobý jev, Swift se na něj dokáže téměř okamžitě zaměřit a zahájit jeho pozorování. 

Tato schopnost bude v příštích letech ještě důležitější. Vesmírný teleskop Jamese Webba i připravovaná observatoř Nancy Grace Romanové budou objevovat stále více zajímavých objektů, které bude třeba okamžitě podrobně sledovat. Právě Swift může sehrát klíčovou roli při jejich následném výzkumu.

Dalším důvodem je cena. NASA upozorňuje, že v současné době nemá prostředky na vývoj a stavbu plnohodnotné náhrady. Pokud by observatoř zanikla, znamenalo by to nejen ztrátu unikátního přístroje, ale také výrazné omezení vědeckých možností.

Test budoucnosti kosmických oprav

Význam mise ale přesahuje samotnou záchranu jediné observatoře. Katalyst Space Technologies chce dokázat, že podobné servisní zásahy mohou být v budoucnu běžnou součástí kosmického provozu.

Firma už vyvíjí výkonnější generaci robotických servisních lodí, které budou schopné obsluhovat družice až na geostacionární dráze ve výšce téměř 36 tisíc kilometrů. V budoucnu by podobné stroje mohly nejen zvyšovat oběžné dráhy stárnoucích družic, ale také je opravovat, doplňovat jim palivo nebo pomáhat se stavbou rozsáhlých kosmických infrastruktur, například solárních elektráren či datových center na oběžné dráze.

Dosud se podobnou operaci podařilo uskutečnit pouze Číně, která před čtyřmi lety úspěšně přesunula jednu družici na vyšší oběžnou dráhu. Pokud nyní uspěje i NASA, půjde o první americkou demonstraci autonomního robotického servisu satelitů na oběžné dráze.

Další na řadě může být Hubble

Úspěch mise by mohl otevřít cestu i k záchraně dalších slavných observatoří. Stejný problém jako Swift totiž trápí také Hubbleův vesmírný dalekohled, který rovněž postupně ztrácí výšku vlivem odporu řídké atmosféry.

Na rozdíl od Swiftu byl Hubble během éry raketoplánů opakovaně opravován astronauty při servisních misích. Dnes už však podobná možnost neexistuje. Katalyst proto počítá s tím, že by kolem roku 2028 mohla nová generace jeho robotických servisních lodí prodloužit životnost i této ikonické observatoře.

Pokud se záchrana Swiftu podaří, nepůjde jen o záchranu jednoho vědeckého přístroje. Mise může ukázat, že budoucnost kosmického průmyslu nebude spočívat pouze ve vypouštění nových družic, ale také v prodlužování života těch stávajících prostřednictvím autonomních robotických servisních systémů.