
“雨燕”目睹了被黑洞撕裂的恒星。图片来源:NASA
“雨燕”没有维持轨道高度的推进系统。近地轨道的稀薄大气不断消耗卫星的轨道能量,近年来太阳活动增强,高层大气膨胀,加快了这一过程。”雨燕”能灵活转向,但最终连稳定观测都难以保持。
要让”雨燕”继续工作,需要派另一艘航天器将其推到更高的轨道。NASA原本有机会进行太空救援,但这一尝试最终失败。NASA花费约3000万美元,委托Katalyst公司开发救援器LINK,但由于设计缺陷和时间紧张,救援未能成功。
给卫星续命看似简单,实际很复杂。救援器需要先接近、观察”雨燕”,找到能够承受载荷的抓取位置,完成连接后再控制整个组合体的姿态并施加推力。稍有偏差,就可能损伤设备甚至让两者一起失控。
美国航天企业诺格(Northrop Grumman)曾用任务延寿飞行器MEV两次与通信卫星对接,但利用的是目标卫星的发动机喷管。”雨燕”没有这种结构,需要专门设计和验证。这样的技术改进本来需要充足的准备时间。

“雨燕”拍摄了鲍里索夫彗星穿越太阳系的紫外图像。图片来源:NASA
然而留给救援的时间已经很少。NASA公布的时间线显示,2023年已有预报模型指出”雨燕”可能在随后两年内再入,2025年初几乎所有模型都指向2026年夏季前后。但NASA直到2025年9月才向Katalyst公司授予约3000万美元的合同。从授标到2026年7月发射,LINK的研制、测试和发射被压缩在约九个月内。
Katalyst公司的公开履历中缺乏成功捕获卫星并为其抬轨的记录。这家初创公司仓促承揽了这一关键任务。
LINK搭乘诺格的”飞马座”XL火箭顺利入轨后,随即出现姿态控制故障。团队改用推力器维持姿态,推进剂消耗随之加快。最终剩余燃料已不足以安全完成捕获和抬轨。在尚未抓住”雨燕”的情况下,这次救援就已失去希望。
关于”雨燕”哪些部件最有可能幸存,美国《太空内幕》专栏记者斯莱登指出,望远镜的主体大多由铝材、电线和电子设备构成,这些部分会在再入过程早期熔毁。能够抵达地表的通常是体积小、密度高且耐热的材料,例如钛、钢和玻璃。最有可能幸存的是六个沉重的反作用飞轮,用于调整指向,以及望远镜中更耐热的部件,例如透镜和反射镜。它的编码孔径掩模由约5.2万块微小铅片组成,几乎肯定会熔化。预计最终只有少量烧蚀过的小碎片能够落到地面。

“雨燕”结构示意图。图片来源:NASA
如果在设计时就为维护留出条件,许多难题原本可以从容解决。中国巡天空间望远镜的规划把这一点考虑在内。按照中国载人航天工程公布的方案,巡天光学舱将独立飞行,与天宫空间站共轨运行,需要时与空间站对接,开展推进剂补加、设备维护和载荷升级。望远镜既能独立开展观测,又能依托空间站获得后续服务。
这套安排在设计阶段需要协调望远镜与空间站的接口、运行方式和维护需求,前期自然更费功夫。但对于计划长期使用的科研设施,这些投入能为未来争取更多选择,也能减少临时组织救援的困难。
中国在轨服务技术已有实际进展。2022年,实践二十一号将失效的北斗G2卫星转移至墓地轨道。紫金山天文台研究人员发表的论文记载了这次操作,并讨论了对接前确定目标旋转状态的重要性。2025年发射的实践二十五号专门承担卫星燃料补加与延寿服务技术验证任务。从失效卫星处置到补加延寿,相关技术正在逐步积累。这些能力关系科研资产能否继续发挥作用,也关系其他航天器和地面人员的安全。

中国巡天望远镜,亦称为中国空间站巡天光学舱
太空垃圾落地事件并非罕见。2024年3月,一块金属残骸击中了美国佛罗里达州的一栋住宅。NASA后来确认,它来自国际空间站此前释放的废旧电池托盘组件,约0.7公斤重。原本预计会全部烧毁的设备,仍有支撑件穿过大气层落到了地面。预测与实际之间的偏差,就这样落在了一户居民家中。
历史上有更大的案例。Skylab是美国第一个空间站,重约74至78吨,于1979年7月11日再入。Skylab再入时产生了约500块可追踪的碎片,总质量达20吨,散落在澳大利亚西部人烟稀少的区域以及印度洋海域。由于Skylab的巨大体量,其再入当时引发了全球范围的关注,甚至出现了各种”防砸”的商业噱头和公众恐慌。幸运的是,碎片落区恰好是荒漠地带,才没有造成严重后果。
UARS卫星于1991年由航天飞机发射,重约6.5吨,用于研究地球大气层。它因燃料耗尽于2005年报废,此后轨道逐渐衰减,处于完全失控状态。2011年9月24日,UARS坠入太平洋上空。NASA之前的评估认为可能有26块残骸幸存并抵达地表,总质量约532公斤,其中最大的一块估计重达158.3公斤。这些碎片最终散落在美属萨摩亚东北方向480至1300公里的太平洋海域,所幸未造成人员伤亡。

2022年,”雨燕”的X射线望远镜(XRT)在伽马射线暴GRB 221009A首次被探测到约一小时后,拍摄到了它的余辉。明亮的环状结构由X射线受到银河系内尘埃层散射而形成。这些尘埃层位于朝向该伽马射线暴的视线上,通常难以直接观测。画面中的暗色竖线是成像系统产生的伪影。图片来源:NASA
这类再入事件虽然侥幸避开了密集居民区,但”靠运气”的太空垃圾处置方式潜藏着不容忽视的安全隐患。随着近地轨道航天器数量的持续增长,”雨燕”式的仓促落幕、Skylab与UARS那样的碎片散落事件,未来未必不会重演,甚至可能因航天器体量增大、发射密度提升而放大风险。
“雨燕”留给后来者的提醒,可以从一个小小的接口说起。新卫星在设计时预留抓取和补加条件,未来维修就能少一道难关。但接口不会自己招来救援。谁提供服务、何时能够发射、费用由谁承担,都需要提前安排。这些事情做实,比画出一艘万能的”太空救援飞船”复杂得多。
维护与退役应当在项目立项时就有方案和经费。任务每延长一次,处置计划也应重新评估。对于可能影响其他国家的再入事件,通报要及时,轨道与风险信息要持续更新,事故发生后的调查和损害处理也应有明确程序。
美国拥有雄厚的航天实力,更应有责任承担这些成本。中国则可以结合自身的工程实践,在多边机制中推动更具体的规则,让可能承受风险的国家也能参与讨论。太空活动的收益由谁获得、风险由谁承担,需要尽早摆上桌面。