太陽粒子に押されて墜落しつつある宇宙望遠鏡を救うため、ロボット救助隊が出発した。任務は宇宙望遠鏡を押し上げて高度を上げることだ。作戦が成功すれば、救助隊は宇宙望遠鏡と分離し、代わりに地球大気圏で燃え尽きて消える。映画「ライアン一等兵を救え」のように、仲間を救うため自らを犠牲にする作戦というわけだ。
3日午後8時36分(韓国時間午後5時36分)、南太平洋のマーシャル諸島クェゼリン環礁で米カタリスト・スペース・テクノロジーズ(Katalyst Space Technologies)の宇宙船「リンク(LINK)」が打ち上げられた。リンクは3カ月以内に米航空宇宙局(NASA)の宇宙望遠鏡「ニール・ゲレルス・スウィフト観測所(Neil Gehrels Swift Observatory)」とドッキング(結合)し、高度を上げる計画だ。
2004年に宇宙へ向かったスウィフトは、星の最期であるガンマ線バーストを観測してきたが、最近高度が急激に低下した。初打ち上げ時の任務軌道は地上600㎞だったが、2年間で360㎞まで下がった。太陽から放出された高エネルギー粒子に押されたためだ。リンクは3本のロボットアームで宇宙望遠鏡をつかみ、エンジンを点火して高度を上げる計画である。
◇ゴールデンタイムは1年以内に救出
カタリストによれば、スウィフトが救助不能な高度である300㎞未満に落ちる前に任務を遂行できる時間は1年も残っていない。同社はNASAの支援を受け、8カ月でスウィフトを救出するロボット宇宙船を製造し、試験を終えた。
リンクは冷蔵庫ほどの大きさの無人宇宙船で、3本のロボットアームを備える。これまで3回の打ち上げ試行失敗を経て、ついに宇宙へ向かった。2回は悪天候で中止され、3回目は技術的問題で挫折した。カタリストは今後数週間、リンクの電源や航法装置、カメラ、センサーなどを順次作動させ、打ち上げ過程で問題が発生しなかったか点検すると明らかにした。
それだけリンクは打ち上げからして異例だった。リンクは他の人工衛星や宇宙船のように地上から離陸した宇宙ロケットに搭載されて宇宙へ行くのではなく、空中発射方式で宇宙軌道に投入された。この日、米防衛産業ノースロップ・グラマンの大型航空機「スターゲイザー」は、高度12㎞でリンクを搭載したペガサスXLロケットを分離した。ロケットは直ちにエンジンを点火してスウィフトがいる軌道近くまで飛行し、リンクを分離した。
だからといってリンクがすぐにスウィフトとドッキングできるわけではない。スウィフトが正常な軌道におらず、高度が継続的に変化しているためだ。ドッキングするには、まず動いている救助対象を正確に照準しなければならない。リンクは今後3〜4週が過ぎればスウィフトのすぐ隣に位置を確保する見通しだ。
ドッキング工程は慎重に進める。まずリンクがスウィフトにぴたりと接近し、さまざまな角度からカメラで撮影しなければならない。ロボットアームでどこをつかむかは想定済みだが、スウィフトが20年以上宇宙で任務を続ける中で外形が変形した可能性も念頭に置く必要がある。
救助任務のDデーに、リンクは3本のロボットアームで時速2万7000㎞で飛行するスウィフト望遠鏡をつかむ。その後すぐにエンジンを点火して高度を上げる。専門家は、望遠鏡に損傷を与えないよう高度上昇はロケットのように急上昇する形ではなく、緩やかで優雅な上昇になると予測した。リンクは2〜3カ月にわたり小型スラスターを稼働し、高度360㎞からスウィフトの以前の軌道である地上600㎞地点まで上昇する予定だ。
◇史上最大のガンマ線爆発を観測した望遠鏡
スウィフトは本体が横・縦5.6×5.4mで、大型自動車ほどの大きさだ。重量は1.6tである。2004年11月20日、天体観測カメラ3台を搭載し、デルタIIロケットに載って宇宙へ向かった。元の名称が「スウィフト・ガンマ線バースト探査機(Swift Gamma-Ray Burst Explorer)」であることから分かるように、ガンマ線バーストの観測が主任務である。
ガンマ線バーストは宇宙で発生する最も強力な爆発現象で、わずか数秒で太陽が100億年の寿命の間に放出するエネルギーを放出する。寿命を終えた星がブラックホールになるときや、互いに衝突するときに発生する。この一瞬に起こる大変動を観測するには宇宙望遠鏡が俊敏である必要があるとして、名称に「素早い」という意味の英語であるスウィフトを冠した。
スウィフトにはもともと推進装置がなく、時間の経過とともに微細な空気の流れと摩擦で軌道が徐々に低下する運命だった。しかし2024年末、太陽の11年黒点周期が予測より強まり、軌道低下の速度が加速した。黒点は太陽で高エネルギー粒子が爆発する現象の震源地だ。太陽から放出される高エネルギー粒子が地球大気を押しのけると、スウィフトに及ぶ抵抗力も増加する。
このままでは下降を続け、地球大気圏と摩擦して燃え尽きて消滅する。これまで数多くの人工衛星が寿命を迎え、大気圏に再突入して燃え尽きて消えた。NASAはスウィフトが科学的に特別な存在であり、このまま放置できないと判断した。すでにスウィフトは2022年10月9日、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡とともに、宇宙観測史上最強のガンマ線バーストであるGRB 221009Aを観測した。
当時のガンマ線バーストは地球から約24億光年(光年・1光年は光が1年で進む距離で約9兆4600億㎞)離れたいて座の方向で発生した。スウィフトのX線望遠鏡はGRB 221009Aが初めて検出されてから1時間後、爆発方向にある天の川銀河内部の塵の層でその残光を捉えた。
NASAはスウィフトを救うため、カタリストと3000万ドル(約459億ウォン)規模の契約を結んだ。NASA関係者は、今回のスウィフト救出作業は試す価値のある「高リスク・高リターン」の事業だと説明した。スウィフトは依然として作動しており、代替の宇宙望遠鏡を製作するとしても数年を要し、より多くの費用がかかるためだ。宇宙の「スウィフト一等兵を救え」が成功するか、世界中が見守っている。
参考資料
NASA(2026)、 https://science.nasa.gov/mission/swift/swift-boost-mission/