NASA pyta rynek, czy da się jeszcze uratować Hubble'a

Po 36 latach pracy Kosmiczny Teleskop Hubble'a mógłby liczyć na zasłużony odpoczynek, gdyby tylko kosmos przewidywał coś takiego jak emerytura dla satelitów. Obiekty krążące na niskiej orbicie okołoziemskiej nie zostają tam, gdzie je zostawiono - nawet kilkaset kilometrów nad Ziemią utrzymują się śladowe ilości atmosfery, które stopniowo, lecz systematycznie ściągają je w dół.

Z dokładnie takim kłopotem zmaga się dziś jeden z najbardziej rozpoznawalnych instrumentów w historii nauki. NASA opublikowała zapytanie ofertowe (Request for Information), chcąc sprawdzić, co w tej sprawie mogą zaproponować prywatne firmy zajmujące się operacjami orbitalnymi. Agencja rozważa trzy scenariusze: podniesienie orbity Hubble'a, przeprowadzenie pełnej misji serwisowej lub bezpieczne sprowadzenie teleskopu na Ziemię. Zainteresowane podmioty mają czas na odpowiedź do 30 listopada, a sama misja - jeśli dojdzie do skutku - miałaby się odbyć najpóźniej w 2032 roku.

Hubble nie jest zepsuty - po prostu traci wysokość

Warto to podkreślić, bo łatwo odnieść mylne wrażenie, że NASA ratuje urządzenie, które się psuje. W rzeczywistości problem jest prostszy: teleskop nie posiada własnego napędu, który pozwalałby mu samodzielnie korygować orbitę.

W 2002 roku, dzięki misji wahadłowca Columbia, orbitę teleskopu podniesiono do około 583 km. Obecnie Hubble znajduje się na wysokości mniej więcej 470 km, co oznacza, że w ciągu 24 lat stracił ponad 100 km wysokości. Ostatnia misja serwisowa promu kosmicznego miała miejsce w 2009 roku, ale wówczas orbity już nie podniesiono.

Od tamtej pory opór atmosferyczny robi swoje, a jego siła zależy między innymi od aktywności Słońca - dlatego nie da się wskazać jednej konkretnej daty powrotu teleskopu w atmosferę. Analizy, na które powołuje się NASA, wskazują, że najprawdopodobniej nastąpi to w latach 2033-2034.

Plan A: podnieść Hubble'a i dać mu kolejne dekady

Najprostszy wariant wydaje się też najbardziej kuszący - wystarczy przechwycić teleskop i przesunąć go na wyższą orbitę. NASA chce wiedzieć, czy komercyjne firmy są w stanie podnieść orbitę Hubble'a do co najmniej 600 km. Takie przesunięcie mogłoby zapewnić teleskopowi obecność na orbicie przez kolejne co najmniej 25 lat.

To właśnie tutaj zaczyna się ciekawa część techniczna. W przypadku zwykłego satelity, który nie został zaprojektowany z myślą o późniejszym serwisowaniu, samo bezpieczne przechwycenie może stanowić poważny problem. Hubble ma jednak istotną przewagę - od początku projektowano go jako urządzenie, które da się obsługiwać. Astronauci odwiedzali go wielokrotnie, naprawiając i modernizując instrument. Podczas ostatniej misji w 2009 roku zamontowano mechanizm umożliwiający przyszłe przechwycenie teleskopu przez statek lub moduł napędowy.

Nie chodzi jednak o to, żeby wysłać kosmiczną holownik i po prostu dokować. Hubble jest zbyt cennym instrumentem, żeby ryzykować jego uszkodzenie, dlatego NASA wymaga od firm, aby ewentualna misja nie wyrządziła mu szkody. Agencja chce poznać poziom dojrzałości proponowanych technologii, związane z nimi ryzyko oraz sposoby jego minimalizacji.

Plan B: skoro już tam polecimy, może coś naprawimy?

Samo podniesienie orbity rozwiązuje tylko jeden z problemów Hubble'a, który ma przecież swoje lata. Dlatego NASA bierze pod uwagę bardziej ambitną opcję - misję serwisową, która poprawiłaby możliwości teleskopu, zwiększyła jego odporność na awarie lub wydłużyła okres użyteczności. Ostatnia taka wyprawa odbyła się w maju 2009 roku, gdy do teleskopu poleciał wahadłowiec Atlantis. Astronauci zainstalowali wówczas kamerę Wide Field Camera 3, wymienili żyroskopy i zajęli się modułami akumulatorów.

Ten wariant zyskuje dziś na znaczeniu, ponieważ Hubble zmaga się nie tylko z opadającą orbitą, ale i starzejącym się systemem orientacji. We wcześniejszych analizach pojawiał się nawet pomysł doczepienia do teleskopu dodatkowego modułu z nowymi żyroskopami.

Po co ratować teleskop z 1990 roku, skoro mamy już nowszego Webba?

Określenie Jamesa Webba mianem „następcy Hubble'a” to wygodny skrót medialny, który technicznie wprowadza w błąd. Hubble obserwuje głównie w zakresie światła widzialnego i ultrafioletu, podczas gdy James Webb Space Telescope został zoptymalizowany pod kątem podczerwieni. Różne zakresy widma dają różne możliwości badawcze, więc nowszy i w niektórych aspektach potężniejszy teleskop wcale nie zastępuje automatycznie starszego.

Podobnie jest z Nancy Grace Roman Space Telescope. NASA sama przyznaje, że po wycofaniu Hubble'a powstanie luka, zanim pojawi się jego właściwy, flagowy następca. Agencja wskazuje tu na Habitable Worlds Observatory, które ma zostać uruchomione dopiero w latach 40. tego wieku, a dwie dekady w astronomii to naprawdę bardzo długi czas.

O tym, że Hubble nie jest utrzymywany przy życiu wyłącznie z sentymentu, świadczy skala zainteresowania naukowców. Zapotrzebowanie astronomów na czas obserwacyjny teleskopu przewyższa jego dostępność w proporcji mniej więcej siedem do jednego.

NASA już raz pytała o niemal to samo

Całe to zamieszanie może wywoływać déjà vu, i słusznie. W 2022 roku Jared Isaacman, wówczas jeszcze prywatny astronauta i miliarder, zaproponował NASA misję serwisową z wykorzystaniem statku SpaceX Dragon, zakładającą między innymi podniesienie orbity Hubble'a o co najmniej 50 km. W tym samym czasie agencja wystosowała podobne zapytanie do innych podmiotów i otrzymała osiem odpowiedzi, wśród których znalazła się między innymi wspólna propozycja firm Astroscale i Momentus.

Ostatecznie nic z tego nie wyszło. W 2024 roku NASA ogłosiła, że po analizie zgłoszonych pomysłów nie zdecyduje się na misję podniesienia orbity. Mark Clampin, ówczesny szef działu astrofizyki agencji, określił rozważane propozycje jako koncepcje znajdujące się dopiero na bardzo wczesnym etapie. Od tamtej pory zmieniły się jednak dwie istotne rzeczy.

Po pierwsze, teleskop jest teraz o cztery lata bliżej wejścia w atmosferę. Po drugie, Jared Isaacman nie jest już prywatnym pomysłodawcą zgłaszającym się do NASA z zewnątrz - dziś jest jej administratorem.

Jest jeszcze jeden powód, dla którego temat wraca

Od czasu poprzedniego zapytania zmienił się też sam rynek obsługi satelitów. Northrop Grumman wystrzelił w tym roku zaawansowanego satelitę serwisowego we współpracy z DARPA, a firmy takie jak Astroscale i Starfish Space otrzymały kontrakty na demonstracje serwisowania i tankowania satelitów na orbicie.

To ważna zmiana, bo jeszcze kilka lat temu serwisowanie satelitów kojarzyło się przede wszystkim z kosztownymi programami kosmicznymi i spacerami astronautów w przestrzeni. Dziś coraz realniejszą alternatywą stają się autonomiczne lub zdalnie sterowane statki zdolne spotkać się z obiektem na orbicie, zbliżyć się do niego i przeprowadzić operację serwisową. To nie oznacza jednak, że technologia ta działa już bez zarzutu.

Świeżym przykładem jest inny teleskop NASA - Swift. W 2025 roku agencja przyznała startupowi Katalyst Space Technologies kontrakt o wartości 30 mln dolarów na budowę statku, który miał dotrzeć do Swifta, przechwycić go i podnieść jego orbitę. Firma dostała na to zaledwie dziewięć miesięcy. Mimo to pojazd powstał, wystartował i zbliżył się do teleskopu na odległość około 10 km. Ostatniej fazy zbliżenia jednak nie przeprowadzono z powodu problemów z systemem zasilania oraz układem sterowania reakcyjnego.

Można potraktować ten eksperyment jako porażkę, bo Swifta nie udało się uratować. Można jednak dostrzec w nim coś istotnego dla Hubble'a - komercyjna firma, dysponując ułamkiem budżetu tradycyjnych wielkich programów kosmicznych, zbudowała w bardzo krótkim czasie pojazd, który rzeczywiście dotarł w pobliże celu. Jednocześnie Swift jest przestrogą przed nadmiernym optymizmem, bo w kosmosie „prawie się udało” wciąż znaczy „nie udało się”, a w przypadku Hubble'a margines błędu będzie znacznie mniejszy.

Na razie nie ma ani konkretnej misji, ani pieniędzy

Tu potrzebny jest kubeł zimnej wody, bo komunikat NASA łatwo zamienić w bardziej spektakularną wiadomość, niż jest naprawdę. Samo zapytanie ofertowe nie oznacza, że zapadła decyzja o ratowaniu Hubble'a - to nie przetarg, nie wybór wykonawcy ani nie przyznanie środków. Na tym etapie agencja jedynie rozpoznaje rynek, chcąc dowiedzieć się, co faktycznie potrafi zaoferować przemysł, jakie technologie są wystarczająco dojrzałe, jakie ryzyko się z nimi wiąże, jak szybko dałoby się przeprowadzić misję i ile mogłaby kosztować.

Agencja nie dysponuje obecnie wydzielonym budżetem na zakup misji podnoszącej orbitę lub serwisującej Hubble'a. Innymi słowy, teleskop wciąż nie został uratowany - NASA dopiero sonduje rynek i pyta, kto byłby w stanie się tego podjąć. Tyle że w porównaniu z 2022 rokiem pytanie brzmi dziś dużo mniej teoretycznie, bo orbita teleskopu nadal się obniża.

Jeśli nie da się go uratować, trzeba będzie go sprzątnąć

Pozostaje jeszcze trzeci scenariusz, którego trudno nazwać optymistycznym. Gdyby podniesienie orbity lub misja serwisowa okazały się zbyt ryzykowne albo zbyt drogie, NASA rozważy kontrolowane wycofanie Hubble'a z eksploatacji. Statek przechwytujący skierowałby wówczas teleskop do bezpiecznego wejścia w atmosferę. To istotne rozwiązanie, bo mówimy o dużej konstrukcji kosmicznej - przy niekontrolowanym wejściu w atmosferę część elementów mogłaby przetrwać lot i dotrzeć do powierzchni Ziemi.

NASA stoi więc dziś przed trzema możliwymi wariantami przyszłości: Hubble może otrzymać orbitalny holownik i kolejne dekady nad Ziemią, przejść ambitniejszą misję serwisową albo zostać bezpiecznie sprowadzony na koniec swojej służby. Gdyby się to udało, największą korzyścią niekoniecznie byłoby kilkanaście czy kilkadziesiąt dodatkowych lat pracy jednego teleskopu - Hubble mógłby stać się dowodem na to, że drogich urządzeń zostawionych na orbicie wcale nie trzeba traktować jak sprzętu jednorazowego.

Trudno o lepszego kandydata do takiego eksperymentu. To nie tylko 36-letni zabytek ery wahadłowców, ale wciąż działające obserwatorium, do którego astronomowie ustawiają się w kolejce po czas obserwacyjny. Jego prawdziwym problemem nie jest to, że stał się niepotrzebny - problem w tym, że powoli spada.