ΗΠΑ: "Διαστημική διάσωση" για τηλεσκόπιο της NASA
The Times
Το παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift καταγράφει αιφνίδια κοσμικά συμβάντα εδώ και δύο δεκαετίες, όμως πλέον έχει αρχίσει να χάνει ύψος και να παρεκκλίνει από την τροχιά του. Η NASA έχει στη διάθεσή της μόλις λίγους μήνες για να το διασώσει
Άστρα διαλύονται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Ισχυρές εκρήξεις ακτίνων γάμμα προκαλούνται από συγκρούσεις πυκνών αστρικών υπολειμμάτων. Το παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift βρίσκεται σε τροχιά εδώ και πάνω από δύο δεκαετίες, παρακολουθώντας μερικά από τα πιο βίαια φαινόμενα του σύμπαντος.
Τώρα, όμως, βρίσκεται το ίδιο στο επίκεντρο της προσοχής. Τις επόμενες εβδομάδες, μια πρωτοφανής αποστολή διάσωσης αξίας 30 εκατομμυρίων δολαρίων θα ξεκινήσει με μεγάλη ταχύτητα για να προλάβει το τηλεσκόπιο των 1,5 τόνων πριν καταστραφεί ολοσχερώς κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα.
Το Swift, το οποίο εκτοξεύθηκε τον Νοέμβριο του 2004 με κόστος περίπου 250 εκατομμύρια δολάρια, χάνει ύψος ταχύτερα από το αναμενόμενο, αφού η πρόσφατη αύξηση των ηλιακών εκρήξεων θέρμανε και διεύρυνε τα εξωτερικά όρια της ατμόσφαιρας της Γης, δημιουργώντας μεγαλύτερη αεροδυναμική αντίσταση στα διαστημικά σκάφη που βρίσκονται σε χαμηλή τροχιά.
Για να σώσει το τηλεσκόπιο, η NASA ανέθεσε την αποστολή στην Katalyst Space, μια νεοφυή επιχείρηση με έδρα το Φλάγκσταφ της Αριζόνα. Η Katalyst Space θα αποστείλει ένα αυτόνομο ρομποτικό διαστημικό σκάφος συντήρησης για να «αρπάξει» το παρατηρητήριο και, αν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, να το ωθήσει σε μια υψηλότερη και ασφαλέστερη τροχιά.
Ο Γκόνι Λι, διευθύνων σύμβουλος της Katalyst, δήλωσε: «Πρόκεται για το πρώτο αμερικανικό διαστημικό ρομπότ που θα εκτοξευτεί στο Διάστημα και θα επιχειρήσει μια τέτοια "διάσωση"… Μιλάμε για ένα διαφορετικό είδος αποστολής». Το σκάφος Link της εταιρείας πρόκειται να εκτοξευθεί ήδη από αυτήν την εβδομάδα με έναν πύραυλο Pegasus XL της Northrop Grumman από την ατόλη Κουατζαλέιν στα Νησιά Μάρσαλ. Στη συνέχεια θα χρειαστεί περίπου έναν μήνα για να πλησιάσει το Swift.
Η ιδέα είναι ότι το Link θα χρησιμοποιήσει τρεις ρομποτικούς βραχίονες για να «πιάσει» το παρατηρητήριο, το οποίο δεν είχε σχεδιαστεί ποτέ για μια τέτοιου είδους «διαστημική σύλληψη». Στη συνέχεια, το Link θα χρησιμοποιήσει τους δικούς του προωθητήρες για να ανεβάσει το Swift από περίπου 230 μίλια πάνω από τη Γη στην αρχική του τροχιά, σε ύψος περίπου 370 μιλίων. Το παρατηρητήριο πρέπει να παραμείνει πάνω από τα 185 μίλια για να θεωρηθεί επιτυχής η διάσωση· εκτιμάται ότι θα φτάσει σε αυτό το «σημείο χωρίς επιστροφή» έως τον Οκτώβριο.
Η NASA υποστηρίζει ότι το Swift πρέπει να σωθεί. Όταν άλλα τηλεσκόπια ή δορυφόροι ανιχνεύουν ένα αιφνίδιο κοσμικό συμβάν, το Swift μπορεί να αναπροσανατολιστεί ταχύτατα ώστε να καταγράψει τα δεδομένα που προκύπτουν στο ορατό φως, την υπεριώδη ακτινοβολία, τις ακτίνες Χ και τις ακτίνες γάμμα. Οι επιστήμονες το περιγράφουν ως έναν αστροφυσικό «πρώτο ανταποκριτή», αρκετά γρήγορο ώστε να καταγράφει φευγαλέα φαινόμενα πριν εξαφανιστούν από το οπτικό πεδίο.
Η διάσωση μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως απόδειξη της ιδέας για την ευρύτερη διαστημική βιομηχανία. «Η διάσωση του Swift δεν αφορά απλώς τη διατήρηση μίας αποστολής», ανέφερε η NASA. «Αφορά την πρόοδο προς ένα μέλλον όπου θα μπορούμε να δίνουμε στα διαστημόπλοια μια δεύτερη ευκαιρία, ώστε να χρησιμοποιηθούν ξανά».
Αν η αποστολή στεφθεί με επιτυχία, το Hubble Space Telescope — το οποίο αντιμετωπίζει παρόμοια επιβράδυνση της τροχιάς του — θα μπορούσε να είναι το επόμενο που θα δεχθεί μια αντίστοιχη «ώθηση» για να διατηρηθεί σε λειτουργία. Μέχρι σήμερα, μόνο η Κίνα έχει επιτύχει ένα παρόμοιο εγχείρημα, μεταφέροντας με επιτυχία έναν ανενεργό δορυφόρο σε υψηλότερη «τροχιά νεκροταφείου» πριν από τέσσερα χρόνια.
Το Swift βυθίζεται σταδιακά επειδή η χαμηλή γήινη τροχιά δεν αποτελεί τέλειο κενό. Ακόμη και σε ύψος εκατοντάδων μιλίων, τα διαστημόπλοια συναντούν ίχνη της ατμόσφαιρας, τα οποία δημιουργούν αεροδυναμική αντίσταση. Η δύναμη αυτή μπορεί να ενισχυθεί από την αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα, η οποία ουσιαστικά «διογκώνει» τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Οι δορυφόροι που διαθέτουν συστήματα πρόωσης μπορούν να αντισταθμίσουν αυτή την επίδραση. Όσοι δεν διαθέτουν τέτοια συστήματα, όπως το Swift, βυθίζονται σταδιακά μέχρι να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα και να εκραγούν.
Τις επόμενες δεκαετίες, ο όγκος του διαστημικού υλικού που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά. Η χαμηλή γήινη τροχιά, που ορίζεται από τη NASA ότι εκτείνεται έως τα 1.250 μίλια, δεν είναι πλέον ένα αραιοκατοικημένο σύνορο. Με τη ραγδαία εξάπλωση των εμπορικών μεγα-συστοιχιών δορυφόρων —με χαρακτηριστικό παράδειγμα το δίκτυο Starlink του Έλον Μασκ που αριθμεί ήδη πάνω από 10.000 δορυφόρους— η χαμηλή γήινη τροχιά μετατρέπεται σταδιακά σε έναν ολοένα πιο συνωστισμένο χώρο. Και ό,τι ανεβαίνει στο διάστημα, τελικά κάποια στιγμή επιστρέφει στη Γη.
Η ατμοσφαιρική αντίσταση είναι η καθιερωμένη μέθοδος απόσυρσης αυτών των διαστημικών σκαφών: απλώς αφήνονται να πέσουν και να καούν κατά την είσοδό τους στην ατμόσφαιρα. Παρότι οι διαστημικές υπηρεσίες περιγράφουν παραδοσιακά τους δορυφόρους ως αντικείμενα που καίγονται χωρίς να προκαλούν βλάβη στην ατμόσφαιρα, τα υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι δεν εξαφανίζονται έτσι απλά.
Ο Λέοναρντ Σουλτς από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μπράουνσβαϊγκ συμμετέχει σε μια αναπτυσσόμενη ομάδα ερευνητών που προσπαθούν να κατανοήσουν τις οικολογικές επιπτώσεις. Μία από τις βασικές ανησυχίες είναι ότι τα μέταλλα και άλλες ενώσεις που παραμένουν αιωρούμενα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ενδέχεται να προκαλέσουν βλάβες στη στιβάδα του όζοντος.
Ωστόσο, επειδή εταιρείες όπως η SpaceX δεν αποκαλύπτουν συνήθως τη σύσταση των δορυφόρων τους, είναι δύσκολο για τους επιστήμονες να μοντελοποιήσουν ή να προβλέψουν με ακρίβεια τι υπολείμματα αφήνουν οι δορυφόροι κατά την επανείσοδό τους στην ατμόσφαιρα.
«Χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα σχετικά με τα υλικά κατασκευής των δορυφόρων, αλλά και των ανώτερων σταδίων των πυραύλων», δήλωσε ο Σουλτς. «Δεν πρέπει να περιμένουμε δέκα ή είκοσι χρόνια για να διαπιστώσουμε αν τα υλικά αυτά είναι τελικά επιβλαβή για την ατμόσφαιρα».
Την ίδια στιγμή, η αποστολή διάσωσης του Swift έχει οργανωθεί με ασυνήθιστα γρήγορους ρυθμούς. Η NASA ανέθεσε τη σύμβαση στην Katalyst τον Σεπτέμβριο, αφήνοντας στην εταιρεία λιγότερο από ένα χρόνο για να σχεδιάσει, να κατασκευάσει, να δοκιμάσει και να εκτοξεύσει ένα διαστημικό σκάφος ικανό να αναχαιτίσει και να προωθήσει το τηλεσκόπιο.
«Πριν από μόλις έξι μήνες, όλα αυτά περιγράφονταν σε μια απλή παρουσίαση PowerPoint», ανέφερε η NASA. «Και δεν έμοιαζαν καθόλου με αυτό που βλέπουμε σήμερα. Μέσα σε λιγότερο από έναν χρόνο, έχουμε περάσει από την απλή διαπίστωση του προβλήματος, στην κατάθεση πρότασης, την ανάθεση του έργου και φτάνουμε ήδη στο στάδιο της εκτόξευσης».
ΠΗΓΗ: Times Media Ltd / News
Τώρα, όμως, βρίσκεται το ίδιο στο επίκεντρο της προσοχής. Τις επόμενες εβδομάδες, μια πρωτοφανής αποστολή διάσωσης αξίας 30 εκατομμυρίων δολαρίων θα ξεκινήσει με μεγάλη ταχύτητα για να προλάβει το τηλεσκόπιο των 1,5 τόνων πριν καταστραφεί ολοσχερώς κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα.
Το Swift, το οποίο εκτοξεύθηκε τον Νοέμβριο του 2004 με κόστος περίπου 250 εκατομμύρια δολάρια, χάνει ύψος ταχύτερα από το αναμενόμενο, αφού η πρόσφατη αύξηση των ηλιακών εκρήξεων θέρμανε και διεύρυνε τα εξωτερικά όρια της ατμόσφαιρας της Γης, δημιουργώντας μεγαλύτερη αεροδυναμική αντίσταση στα διαστημικά σκάφη που βρίσκονται σε χαμηλή τροχιά.
Για να σώσει το τηλεσκόπιο, η NASA ανέθεσε την αποστολή στην Katalyst Space, μια νεοφυή επιχείρηση με έδρα το Φλάγκσταφ της Αριζόνα. Η Katalyst Space θα αποστείλει ένα αυτόνομο ρομποτικό διαστημικό σκάφος συντήρησης για να «αρπάξει» το παρατηρητήριο και, αν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, να το ωθήσει σε μια υψηλότερη και ασφαλέστερη τροχιά.
Ο Γκόνι Λι, διευθύνων σύμβουλος της Katalyst, δήλωσε: «Πρόκεται για το πρώτο αμερικανικό διαστημικό ρομπότ που θα εκτοξευτεί στο Διάστημα και θα επιχειρήσει μια τέτοια "διάσωση"… Μιλάμε για ένα διαφορετικό είδος αποστολής». Το σκάφος Link της εταιρείας πρόκειται να εκτοξευθεί ήδη από αυτήν την εβδομάδα με έναν πύραυλο Pegasus XL της Northrop Grumman από την ατόλη Κουατζαλέιν στα Νησιά Μάρσαλ. Στη συνέχεια θα χρειαστεί περίπου έναν μήνα για να πλησιάσει το Swift.
Η ιδέα είναι ότι το Link θα χρησιμοποιήσει τρεις ρομποτικούς βραχίονες για να «πιάσει» το παρατηρητήριο, το οποίο δεν είχε σχεδιαστεί ποτέ για μια τέτοιου είδους «διαστημική σύλληψη». Στη συνέχεια, το Link θα χρησιμοποιήσει τους δικούς του προωθητήρες για να ανεβάσει το Swift από περίπου 230 μίλια πάνω από τη Γη στην αρχική του τροχιά, σε ύψος περίπου 370 μιλίων. Το παρατηρητήριο πρέπει να παραμείνει πάνω από τα 185 μίλια για να θεωρηθεί επιτυχής η διάσωση· εκτιμάται ότι θα φτάσει σε αυτό το «σημείο χωρίς επιστροφή» έως τον Οκτώβριο.
Η NASA υποστηρίζει ότι το Swift πρέπει να σωθεί. Όταν άλλα τηλεσκόπια ή δορυφόροι ανιχνεύουν ένα αιφνίδιο κοσμικό συμβάν, το Swift μπορεί να αναπροσανατολιστεί ταχύτατα ώστε να καταγράψει τα δεδομένα που προκύπτουν στο ορατό φως, την υπεριώδη ακτινοβολία, τις ακτίνες Χ και τις ακτίνες γάμμα. Οι επιστήμονες το περιγράφουν ως έναν αστροφυσικό «πρώτο ανταποκριτή», αρκετά γρήγορο ώστε να καταγράφει φευγαλέα φαινόμενα πριν εξαφανιστούν από το οπτικό πεδίο.
Η διάσωση μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως απόδειξη της ιδέας για την ευρύτερη διαστημική βιομηχανία. «Η διάσωση του Swift δεν αφορά απλώς τη διατήρηση μίας αποστολής», ανέφερε η NASA. «Αφορά την πρόοδο προς ένα μέλλον όπου θα μπορούμε να δίνουμε στα διαστημόπλοια μια δεύτερη ευκαιρία, ώστε να χρησιμοποιηθούν ξανά».
Αν η αποστολή στεφθεί με επιτυχία, το Hubble Space Telescope — το οποίο αντιμετωπίζει παρόμοια επιβράδυνση της τροχιάς του — θα μπορούσε να είναι το επόμενο που θα δεχθεί μια αντίστοιχη «ώθηση» για να διατηρηθεί σε λειτουργία. Μέχρι σήμερα, μόνο η Κίνα έχει επιτύχει ένα παρόμοιο εγχείρημα, μεταφέροντας με επιτυχία έναν ανενεργό δορυφόρο σε υψηλότερη «τροχιά νεκροταφείου» πριν από τέσσερα χρόνια.
Το Swift βυθίζεται σταδιακά επειδή η χαμηλή γήινη τροχιά δεν αποτελεί τέλειο κενό. Ακόμη και σε ύψος εκατοντάδων μιλίων, τα διαστημόπλοια συναντούν ίχνη της ατμόσφαιρας, τα οποία δημιουργούν αεροδυναμική αντίσταση. Η δύναμη αυτή μπορεί να ενισχυθεί από την αυξημένη ηλιακή δραστηριότητα, η οποία ουσιαστικά «διογκώνει» τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Οι δορυφόροι που διαθέτουν συστήματα πρόωσης μπορούν να αντισταθμίσουν αυτή την επίδραση. Όσοι δεν διαθέτουν τέτοια συστήματα, όπως το Swift, βυθίζονται σταδιακά μέχρι να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα και να εκραγούν.
Τις επόμενες δεκαετίες, ο όγκος του διαστημικού υλικού που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά. Η χαμηλή γήινη τροχιά, που ορίζεται από τη NASA ότι εκτείνεται έως τα 1.250 μίλια, δεν είναι πλέον ένα αραιοκατοικημένο σύνορο. Με τη ραγδαία εξάπλωση των εμπορικών μεγα-συστοιχιών δορυφόρων —με χαρακτηριστικό παράδειγμα το δίκτυο Starlink του Έλον Μασκ που αριθμεί ήδη πάνω από 10.000 δορυφόρους— η χαμηλή γήινη τροχιά μετατρέπεται σταδιακά σε έναν ολοένα πιο συνωστισμένο χώρο. Και ό,τι ανεβαίνει στο διάστημα, τελικά κάποια στιγμή επιστρέφει στη Γη.
Η ατμοσφαιρική αντίσταση είναι η καθιερωμένη μέθοδος απόσυρσης αυτών των διαστημικών σκαφών: απλώς αφήνονται να πέσουν και να καούν κατά την είσοδό τους στην ατμόσφαιρα. Παρότι οι διαστημικές υπηρεσίες περιγράφουν παραδοσιακά τους δορυφόρους ως αντικείμενα που καίγονται χωρίς να προκαλούν βλάβη στην ατμόσφαιρα, τα υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι δεν εξαφανίζονται έτσι απλά.
Ο Λέοναρντ Σουλτς από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μπράουνσβαϊγκ συμμετέχει σε μια αναπτυσσόμενη ομάδα ερευνητών που προσπαθούν να κατανοήσουν τις οικολογικές επιπτώσεις. Μία από τις βασικές ανησυχίες είναι ότι τα μέταλλα και άλλες ενώσεις που παραμένουν αιωρούμενα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ενδέχεται να προκαλέσουν βλάβες στη στιβάδα του όζοντος.
Ωστόσο, επειδή εταιρείες όπως η SpaceX δεν αποκαλύπτουν συνήθως τη σύσταση των δορυφόρων τους, είναι δύσκολο για τους επιστήμονες να μοντελοποιήσουν ή να προβλέψουν με ακρίβεια τι υπολείμματα αφήνουν οι δορυφόροι κατά την επανείσοδό τους στην ατμόσφαιρα.
«Χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα σχετικά με τα υλικά κατασκευής των δορυφόρων, αλλά και των ανώτερων σταδίων των πυραύλων», δήλωσε ο Σουλτς. «Δεν πρέπει να περιμένουμε δέκα ή είκοσι χρόνια για να διαπιστώσουμε αν τα υλικά αυτά είναι τελικά επιβλαβή για την ατμόσφαιρα».
Την ίδια στιγμή, η αποστολή διάσωσης του Swift έχει οργανωθεί με ασυνήθιστα γρήγορους ρυθμούς. Η NASA ανέθεσε τη σύμβαση στην Katalyst τον Σεπτέμβριο, αφήνοντας στην εταιρεία λιγότερο από ένα χρόνο για να σχεδιάσει, να κατασκευάσει, να δοκιμάσει και να εκτοξεύσει ένα διαστημικό σκάφος ικανό να αναχαιτίσει και να προωθήσει το τηλεσκόπιο.
«Πριν από μόλις έξι μήνες, όλα αυτά περιγράφονταν σε μια απλή παρουσίαση PowerPoint», ανέφερε η NASA. «Και δεν έμοιαζαν καθόλου με αυτό που βλέπουμε σήμερα. Μέσα σε λιγότερο από έναν χρόνο, έχουμε περάσει από την απλή διαπίστωση του προβλήματος, στην κατάθεση πρότασης, την ανάθεση του έργου και φτάνουμε ήδη στο στάδιο της εκτόξευσης».
ΠΗΓΗ: Times Media Ltd / News
