NASA 压缩预算、快速编码、打破常规，全力拯救 Swift

# NASA 挤兑财政部、凭感觉写代码，为拯救 Swift 打破常规 来源：https://arstechnica.com/space/2026/10/heres-why-nasa-is-celebrating-the-failed-mission-to-save-the-swift-observatory/ "我们做了一些非常、非常酷的事情。我们没能走得更远，这让我痛彻心扉。"  2026 年 4 月 28 日，Katalyst 的工程师在 NASA 位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心内，将 Link 安装到太空环境模拟器内部的底板上。Katalyst 之所以在 NASA 的试验舱内对 Link 进行环境测试，是因为那是唯一有把握在短期内可用的地方。图片来源：NASA/Sophia Roberts 拯救耗资 5 亿美元的 NASA Neil Gehrels Swift 天文台、阻止其坠入大气层的尝试最终未能成功，但政府和商业航天界官员在回顾这次任务时指出，仅仅为了让救援成为可能，背后所做的一系列幕后运作本身就值得肯定。 这次救援任务由 Katalyst Space Technologies 开发，该公司依据 NASA 去年 9 月授予的一份 3000 万美元合同进行工作。NASA 给了 Katalyst 九个月时间（https://arstechnica.com/space/2026/06/a-bold-satellite-rescue-mission-came-together-in-record-time-but-will-it-work/），让其建造并发射一颗卫星，去"捕获"在地球上空约 200 英里处飞行的 Swift，并将其推入更高的轨道。 Katalyst 的救援航天器名为 Link，于 7 月 3 日成功发射，并完成了一部分初步在轨测试，但几周后的一次故障导致它失控翻转。NASA 于 8 月宣布（https://arstechnica.com/space/2026/08/nasa-calls-off-mission-to-rescue-swift-gamma-ray-observatory/），Link 无法按原计划抵达 Swift，救援任务就此中止。 尽管如此，从零开始设计并制造一颗卫星、找到一枚火箭将它送入太空，并让它在恶劣的太空环境中运转起来，这本身就是一项非凡的成就。通常情况下，要从头设计、制造并测试像 Link 这样规模和复杂度的卫星，需要耗费数年时间。Link 发射时重近半吨，配备了电推力器、机械臂和大型可展开太阳能帆板。 然而最终，Link 卫星并未抵达 Swift 天文台。这一失败对依赖 Swift 数据的科学家们是个坏消息——Swift 拥有独特的组合能力：既能灵敏地探测伽马射线、X 射线和可见光，又能迅速转向天文目标。这使得 Swift 成为探测伽马射线暴（https://svs.gsfc.nasa.gov/14738/）的首选天文台，而伽马射线暴是宇宙中最强力的爆炸事件。 但 Swift 无论如何都将坠出轨道。这艘航天器于 2004 年发射，其服役时间已远远超过最初的设计寿命。Swift 没有自己的推进系统，无法在没有外力帮助的情况下抬升轨道，其命运只能听凭低地球轨道上的气动阻力摆布。近年来太阳活动的增强，使 Swift 所处高度的阻力增大，加速了它的消亡。 ## 与时间赛跑 NASA 和 Katalyst 的官员正在复盘这次任务的经验教训，以便更好地为下一次需要快速启用卫星救援任务做准备。首要的一点是：不要等到最后一刻才行动。NASA 天体物理学部门主任 Shawn Domagal-Goldman 在上周美国国家科学院天文学与天体物理学委员会的一次会议上如此说道。 "按照当时的时间安排，我们没有能力把大门完全敞开、征集各方方案。我们选择了当时已经在合同内的团队。这并不是对我们最终选定的团队的遗憾，只是我认为我更倾向于更开放的方案。" 2025 年 8 月，NASA 委托三支团队——Katalyst、Starfish Space，以及由 Cambrian Works 和 Astroscale 提出的联合方案——开展为期 30 天的研究，说明他们计划如何阻止 Swift 毁灭。参与这些研究的团队仅限于 NASA 已有技术开发合同在手的合作伙伴。按照联邦采购规定，启动全新的采购流程、引入新的供应商需要数月甚至更长时间。 这些研究促成了 NASA 于 2025 年 9 月选定 Katalyst 来尝试拯救 Swift。官员们心知肚明，成功的几率微乎其微。 Katalyst 迅速向供应商下达了组装 Link 航天器所需全部零件的订单。在某些情况下，Katalyst 发现供应商无法按时交付，于是决定自行生产部分零件。工程师们还必须决定，在将卫星交给发射商 Northrop Grumman 之前，要对卫星进行哪些测试。 NASA 的策略是告诉 Katalyst 做什么，而不规定怎么做。 "纸面上看，一共只有五项要求，"Katalyst 的 Link 任务首席研究员 Kieran Wilson 说，"但在实践中，归结起来就是：不要造成伤害，并且把 Swift 抬升轨道。至于怎么做，并没有规定。这让我们可以把工程判断放在面面俱到的流程之上，从而让推进速度快得多。"  Link 航天器安装在 Northrop Grumman 的 Pegasus XL 运载火箭上。图片来源：NASA/Ron Beard 在丹佛附近的一家工厂内工作，Katalyst 于去年年底完成了 Link 航天器的设计，并在 4 月前做好了进行发射前最终测试的准备。 "我们没有成体系的系统工程组织，"Wilson 说，"我们也没有大多数机构做这类事时通常具备的传统架构——那是一项非常复杂的任务。" 7 月的成功发射之后是数周的在轨测试。令人惊叹的是，Swift 救援任务似乎真的有可能达成目标，但 7 月底发生的一连串故障让航天器失控旋转。 ## 永远是阀门的问题 "我们的一套电源系统上的反作用轮开关发生了故障，"Wilson 说，"这是我们在内部研发的部件。反作用轮本身来自第三方供应商 Rocket Lab，非常好用，我们绝对愿意再次使用。但故障出在控制它们的电子设备上，尤其是再生制动电路。该电路出现故障，其中的晶体管基本上短路了，导致其过热并使整个电路失效。" 这艘航天器用冷气 RCS（反应控制系统）推力器配合反作用轮来控制航天器的姿态。 "我们在航天器上实施了一批软件改动和操作调整，以缓解问题的成因——也就是制动太猛、太频繁、间隔太短。这些措施奏效了几周，但随后我们遭遇了一系列事件，起因是一个无响应的 RCS 阀门，导致航天器开始旋转加速，"Wilson 说。 这些事件使得 Link 无法与 Swift 会合并完成轨道抬升，Katalyst 不得不放弃从 NASA 获得的最后一笔绩效付款。  这张 NASA Swift 天文台的照片由 Katalyst 的 Link 卫星在距离 12 至 15 公里处拍摄。图片来源：Katalyst Space Technologies Link 航天器上一些最复杂的部件——比如它的机械臂和等离子体推力器——都按预期正常工作。有一段时间，Katalyst 的地面团队认为他们或许可以利用等离子体推力器，重新控制 Link 以近每秒 5 英里的速度绕地球飞行时的姿态。 "我们完成了一些相当可观的轨道机动，"Wilson 说，"为了在失去两个飞轮之后仍能继续尝试，我们在 GNC（制导、导航与控制）层面做了一大堆有意思的事情，正是这些让我们得以逼近到距 Swift 约 10 公里的范围内。" 如果能多一些研发时间，Katalyst 就更有机会在发射前发现故障电路和阀门。Domagal-Goldman 表示，在发射前的几个月里，工程师们做出了"揪心的"取舍：哪些测试要做，哪些测试实在没有时间去做。 Wilson 也承认 Katalyst 一侧存在不足，比如其电源系统团队的人员配置"过于精简"。航天工业的供应链无法按时为 Link 的电气系统（如电源转换与分配单元）提供关键组件，以赶上拯救 Swift 的截止期限。 "其中很大一部分我们不得不自己开发，这意味着我们的工程师被摊派到太多不同的方向，负担过重，"Wilson 说，"这里面的复杂度很高，而我们既没有足够的时间，也没有足够的人手，以必要的细致程度去测试它。我们确实做了大量的测试，但在测试中并没有遇到和这次十分相似的情况。" 但时间并非总能由人掌控。航天器何时再入大气层很难预测，而太阳活动的变化会改变低地球轨道上空气分子的密度，从而让飞行在那里的卫星承受更多或更少的阻力。 "我想下次我们希望能在脱离轨道日期出现意外变化之前，提前做好准备，"Domagal-Goldman 说。 ## 做对了什么 尽管发射之后出现了技术故障，官员们仍将 Katalyst 在 Link 航天器上的成就视为未来卫星在轨服务和快速响应式太空任务的典范。 第一步是让政府在力所能及的范围内提供帮助，在力所不能及时干脆不添乱。去年 10 月，由于特朗普政府与共和党掌控的国会之间在拨款问题上陷入僵局，NASA 遭遇了政府停摆。这个时机意味着停摆给 Katalyst 带来的是负担而非喘息——停摆开始时，距离 NASA 授予 Katalyst 救援 Swift 的合同仅过了五天，也正值该机构开始付款之际。 "他们需要一笔巨额资金注入才能去采购物资，"NASA 戈达德太空飞行中心的 Swift 任务主管 John Van Eepoel 说，"否则我们根本不可能撑过去。" Van Eepoel 说，NASA 的采购团队以"狂热般的"工作节奏，在政府关门之前安排好了付款。 "那在我看来是一次英勇而艰苦的行动，因为那些人知道如何让采购体系把钱'晃'出来，"他说，"我敢肯定有人直接打电话给了财政部，因为我当时急得满头大汗，担心赶不上趟，而我已经做了所有能做的事。" 负责操控 Swift 航天器的工程师们也在救援行动前的关键时刻立下了大功。如果在 Katalyst 发射 Link 追赶之前，大气阻力就把 Swift 天文台拖向了再入，那么轨道抬升的尝试也就毫无意义。 今年年初之前一直负责 Swift 运行的 Jamie Kennea 表示，他在宾夕法尼亚州立大学的团队想出了一个办法，重新调整天文台的姿态，使其呈现出更流线型的气动外形，从而把阻力降到最低，延长其在轨时间。这为 Katalyst 争取到了几个月的进度余量，代价则是暂停 Swift 的科学观测。 "这说起来简单，"Kennea 说，"但要真正做到极其困难。为了达成这个目标，我们用上了手头的每一件工具，包括一遍又一遍地重写软件。代理式 AI，甚至 vibe coding，在我们想不出该怎么做的很多情况下帮了我们大忙。我们还大量使用了 GPU 算力来实现这一点。我们最终做到的，本质上是把 Swift 的寿命延长了好几个月。" Wilson 表示，Link 任务的实际成本"与我们投标时的预测相差约 5% 以内"。"3000 万美元的任务总目标——包括发射、人力、承包商等所有开销——我们最终只超支了不到 150 万美元。" 这说明，一次卫星救援或轨道抬升任务不必像几个由政府主导的演示项目那样，花费数亿美元并耗时数年才能走到发射台，Wilson 说。其中一个例子是 OSAM-1，这是一项原本打算抓住一颗老化 Landsat 对地成像卫星并为其加注燃料的 NASA 任务。 OSAM-1 演示任务因为还要完成加燃料测试，范围比 Katalyst 的 Swift 救援任务更大，但 NASA 在该项目上花费了 15 亿美元，最终于 2024 年将其取消。取消时，NASA 官员表示商业行业取得的进展是叫停 OSAM-1 的原因之一，这也打破了他们看待卫星在轨服务的传统思路。 "整个行业已经到了蓄势待发的阶段，"Van Eepoel 说，"而且我们正在实时看到这一点——其他正在执行交会任务的公司已经证明了这一点：Starfish（https://arstechnica.com/space/2026/09/after-seven-years-a-spacecraft-company-is-releasing-its-otters-into-the-wild/）和 Northrop Grumman。他们已经发射了 RSGS（https://arstechnica.com/space/2026/07/this-is-the-worlds-most-advanced-robotic-servicing-satellite-that-we-know-about/），目前正前往 GEO（地球静止轨道）。所以这只是个开始。" "仅代表 NASA 而言，这不是我们要尝试执行的最后一次在轨服务任务，"Van Eepoel 说，"还有其他天体物理平台需要帮助。随着我们向某种任务服务模式转型，我们正在积极评估这些项目。"  艺术家绘制的示意图：Katalyst 的 Link 航天器（左）与 NASA 的 Swift 天文台（右）。图片来源：NASA Swift 救援任务的结果代表的是低成本卫星在轨服务任务可能性的"下限，而非上限"，Wilson 说。"我们做了一些非常、非常酷的事情。我们走得很近了。我们没能走得更远，这让我痛彻心扉。" 哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）和钱德拉 X 射线天文台（Chandra X-ray Observatory）（https://www.space.com/nasa-chandra-x-ray-observatory-private-servicing-mission）是 NASA 其他几座老化天文台中的一部分。已经有多份商业提案建议为哈勃和钱德拉提供在轨服务和轨道抬升，其中一份来自当时的商业宇航员（现任 NASA 管理员）Jared Isaacman（https://arstechnica.com/science/2022/09/nasa-and-spacex-are-studying-a-hubble-telescope-boost-adding-15-to-20-years-of-life/）。到目前为止，NASA 还没有推进其中任何一项提议。 与此同时，在逼近到距 Swift 10 公里处以测试其导航系统之后，Link 卫星已于 9 月 25 日再入大气层。Swift 已经暂时恢复了科学观测，将在今年晚些时候坠入大气层并焚毁。 Swift 的损失让 NASA 的科学任务组合"出现了巨大的空缺"，Domagal-Goldman 说。"我们正像俗话讲的那样四处张望，看看仓库里还有什么存货，看看有哪些是我们可以……"