Ракета Northrop Grumman Pegasus XL готовится к воздушному запуску, впервые с 2021 года. На борту Pegasus XL находится миссия NASA Swift Boost, использующая роботизированный сервисный космический аппарат от Katalyst Space Technologies. Цель миссии — поднять орбиту космической обсерватории NASA Нила Герелса Свифта.
Запуск Pegasus XL запланирован на вторник, 30 июня, в 10:23 UTC над южной частью Тихого океана. Самолет-носитель Stargazer стартует с испытательного полигона баллистических ракет имени Рональда Рейгана на атолле Кваджалейн, Маршалловы острова. Ракета зажжет свой твердотопливный двигатель через пять секунд после отделения от Stargazer.
Космическая обсерватория Swift и снижение орбиты
Запущенная в ноябре 2004 года на ракете Delta II из Флориды, космическая обсерватория NASA Нила Герелса Свифта, известная как Swift, представляет собой космический телескоп, предназначенный для наблюдения за гамма-всплесками и их рентгеновским, ультрафиолетовым и видимым излучением. Гамма-всплески — самые яркие и энергетические взрывы во Вселенной, которые могут длиться от миллисекунд до часов. Считается, что чаще всего они возникают в результате сверхновых — взрывов массивных звезд в конце их жизненного цикла.
Swift, будучи преемником Комптонской гамма-лучевой обсерватории NASA, работавшей с 1991 по 2000 год, имеет скорость обнаружения гамма-всплесков 100 в год и более чем в два раза превосходит по чувствительности Комптон.
При запуске ожидалось, что Swift проработает два года и будет изучать только гамма-всплески. Однако, поскольку космический аппарат продолжал функционировать в хорошем состоянии после 2006 года, команды NASA продолжали поддерживать миссию и расширили ее научные задачи, включив наблюдения за всеми астрофизическими переходными событиями в различных диапазонах спектра.
Swift зафиксировал свой 500-й гамма-всплеск в мае 2010 года, а затем 1000-й в октябре 2015 года. На момент публикации Swift обнаружил 1760 гамма-всплесков, причем только в 2026 году было зафиксировано 11.
При запуске в 2004 году ракета Delta II вывела Swift на круговую низкую околоземную орбиту (НОО) с высотой перигея (наинизшая точка орбиты) 585 км и апогея (наивысшая точка орбиты) 604 км при наклонении 20,60 градусов. Однако, несмотря на то, что НОО технически находится выше линии Кармана, самые внешние слои атмосферы Земли все еще проникают в орбитальную область НОО. Таким образом, космические аппараты, движущиеся на этих высотах, могут взаимодействовать с атмосферой, и их орбиты могут деградировать из-за атмосферного торможения.
Swift, находясь на НОО, претерпел значительную деградацию орбиты из-за атмосферного торможения. За 21 год работы на НОО высота перигея Swift снизилась до 373 км, а высота апогея — до 378 км. Международная космическая станция, расположенная на НОО на высоте от 413 до 422 км, сталкивается с той же проблемой и использует грузовые и пилотируемые корабли для повышения высоты своей орбиты, чтобы предотвратить вхождение в атмосферу Земли. Космические челноки делали то же самое для телескопа Хаббл во время своих миссий по обслуживанию обсерватории.
Однако у Swift нет кораблей для повышения орбиты, которая деградировала быстрее, чем ожидалось, из-за повышенной солнечной активности в последние несколько лет. Без орбитального повышения существует 90% вероятность того, что Swift войдет в атмосферу Земли до конца 2026 года. Поскольку космический аппарат находится в рабочем состоянии и продолжает предоставлять полезные научные данные, NASA обратилось к частному космическому сектору за вариантами спасения телескопа.
Миссия Swift Boost и космический аппарат Katalyst LINK
В рамках программы NASA Small Business Innovation Research в сентябре 2025 года NASA заключило контракт с Katalyst Space Technologies на сумму 30 миллионов долларов на разработку космического аппарата, способного повысить орбиту Swift. Хотя основной целью миссии является повышение орбиты Swift, она также послужит демонстрацией технологий для будущих миссий по обслуживанию и «спасению» научно важных космических миссий.
«Учитывая, как быстро снижается орбита Swift, мы находимся в гонке со временем, но, используя коммерческие технологии, которые уже находятся в разработке, мы решаем эту проблему напрямую. Это дальновидный, рискованно-толерантный подход для NASA. Но попытка повысить орбиту как более доступна, чем замена возможностей Swift новой миссией, так и выгодна для страны — расширение использования обслуживания спутников для нового и более широкого класса космических аппаратов», — заявил Шон Домагал-Голдман, директор отдела астрофизики NASA, в пресс-релизе сентября 2025 года.
На момент выбора NASA компания Katalyst уже разрабатывала роботизированные сервисные космические аппараты с предполагаемой демонстрационной миссией в 2026 году. Миссия Swift Boost послужит демонстрационной миссией для предстоящего сервисного космического аппарата компании NEXUS, который сможет обслуживать несколько космических аппаратов на разных орбитах. По данным NASA, это будет «первый случай, когда коммерческий роботизированный космический аппарат захватит государственный спутник, который не пилотируется или изначально не был спроектирован для обслуживания в космосе».
Для миссии Swift Boost Katalyst будет использовать свой сервисный космический аппарат LINK для сближения, инспекции, стыковки и повышения орбиты Swift. Разработка LINK была значительно ускорена после присуждения контракта на миссию, и космический аппарат прошел экологические испытания в мае 2026 года, всего через восемь месяцев.
LINK будет использовать три параллельных роботизированных манипулятора для взаимодействия со Swift, причем каждый из трех манипуляторов оснащен лидарным датчиком и захватами. Космический аппарат сможет захватить и выполнить миссию с помощью одного манипулятора, но будет использовать все три для лучшего контроля. Учитывая, что Swift не был спроектирован с портом стыковки для обслуживания, LINK будет использовать фланцы наземного обслуживания на шине спутника Swift для «стыковки» с космическим аппаратом. Перед стыковкой два космических аппарата будут координировать свои положения, чтобы LINK мог визуально осмотреть точки стыковки и убедиться, что они не заблокированы.
Точная процедура стыковки, которую LINK будет выполнять, была протестирована и валидирована на аэростатическом стенде с использованием макета Swift. LINK имеет возможность отменить попытку стыковки и повторить ее.
Для самого подъема орбиты LINK оснащен тремя холловскими двигателями, использующими ксеноновое топливо, и 16 двигателями системы реактивного управления. Каждый из холловских двигателей установлен под таким углом, чтобы соответствовать центру масс LINK и Swift после стыковки. После подъема орбиты — который, в случае успеха, вернет Swift на первоначальную околоземную орбиту высотой около 600 км — LINK отстыкуется, сойдет с орбиты и войдет в атмосферу Земли.
Ракета Pegasus XL от Northrop Grumman была выбрана в качестве носителя для LINK благодаря своей способности выводить космический аппарат на уникальную орбиту Swift с наклонением 20,6 градуса. Pegasus XL — это трехступенчатая ракета-носитель малой грузоподъемности, запускаемая горизонтально с самолета Lockheed L-1011 TriStar Stargazer. Первые три ступени ракеты используют твердое топливо: Orion 50SXL в качестве первой ступени, Orion 50XL — второй, и Orion 38 — третьей.
Pegasus XL является более мощным вариантом оригинальной ракеты Pegasus, которая впервые стартовала в апреле 1990 года. За свою карьеру Pegasus и Pegasus XL совершили 45 миссий, из которых 40 были успешными, три — неудачными и две — частично неудачными. Pegasus XL имеет высоту 17,6 м при диаметре 1,28 м и способен выводить 450 кг на НОО высотой 200 км.
Pegasus XL был состыкован со Stargazer на базе ВВС Уоллопс NASA 12 июня. LINK прибыл на Уоллопс 5 июня, а сборка Pegasus XL была завершена 9 июня. Stargazer и Pegasus XL отправились с Уоллопса на атолл Кваджалейн 18 июня.
В день запуска Stargazer и Pegasus XL с космическим аппаратом LINK, помещенным в обтекатель, стартуют с испытательного полигона баллистических ракет имени Рональда Рейгана на атолле Кваджалейн. После полета над южной частью Тихого океана Pegasus XL будет отброшен от Stargazer в 10:23 UTC во вторник, 30 июня. Через пять секунд после отделения от Stargazer Pegasus XL зажжет первую ступень, начиная миссию Swift Boost.
На T+01:19 минуты первая ступень отработает и отделится, а вторая ступень зажжется на T+01:35 минуты. Вторая ступень будет работать более минуты, отработав и отделившись на T+02:50 минуты. Отделение обтекателя ожидается во время работы второй ступени на T+02:17 минуты. Затем Pegasus XL будет двигаться по инерции несколько минут, зажигая третью ступень на T+06:35 минуты. Окончание работы третьей ступени ожидается на T+07:44 минуты, а развертывание LINK — на T+12:44 минуты.
Проверки LINK начнутся сразу после развертывания и продлятся две недели. Затем космический аппарат проведет от двух до трех недель, сближаясь и осматривая Swift, а затем еще одну-две недели, стыкуясь с телескопом. Фаза подъема орбиты миссии, как ожидается, продлится около трех месяцев, а повторная ввод в эксплуатацию Swift после подъема займет около месяца.
Миссия Swift Boost станет 46-й и, предположительно, последней миссией для ракеты Pegasus XL. Это также будет первая миссия ракеты с июня 2021 года (миссия Odyssey (TacRL-2)) и 156-я попытка орбитального запуска в 2026 году.
