Solar Orbiter przygotowany na "najgorszy scenariusz
Kontrola misji do Solar Orbiter. Zgłoś się do Solar Orbiter...
"To nasz najgorszy scenariusz" - mówi kontroler lotu Daniel Lakey. "Gdyby Solar Orbiter doświadczył jakiegoś poważnego problemu na pokładzie, a następnie nie bylibyśmy w stanie przywrócić komunikacji."
Bliskie zbliżenie Solar Orbiter do Słońca ("peryhelium") jest okresem szczytowej aktywności naukowej.
Wymaga to od zespołów kontroli lotu i ekspertów ds. dynamiki lotu w centrum kontroli misji ESOC ESA przeprowadzenia szeregu bardzo złożonych operacji.
Jeśli coś pójdzie nie tak podczas tych działań, statek kosmiczny może automatycznie zresetować się do "trybu bezpiecznego".
W trybie bezpiecznym oprogramowanie statku kosmicznego uruchamia się ponownie i ponownie aktywowane są tylko jego najbardziej podstawowe funkcje. Zespoły na Ziemi następnie ustalają, co wywołało tryb bezpieczny, rozwiązują problem i ponownie uruchamiają bardziej zaawansowane systemy, takie jak instrumenty naukowe.
Tryb bezpieczny podczas peryhelium byłby szczególnie niekorzystny ze względu na poważny wpływ na operacje naukowe w tym pracowitym okresie.
Solar Orbiter ma również mniej dostępnej mocy podczas peryhelium, ponieważ intensywne ciepło wymaga od niego odchylenia paneli słonecznych od Słońca w celu uniknięcia uszkodzeń.
Statek kosmiczny musi zostać odzyskany tak szybko, jak to możliwe, zanim nauka zostanie utracona lub, co gorsza, zabraknie mu energii.
"Słońce jest tak jasne, że nawet podstawowy czujnik Słońca wystarczy, aby upewnić się, że Solar Orbiter zawsze wie, gdzie jest Słońce i zawsze może skierować na nie swoją osłonę termiczną. Czujnik ten aktywuje się w trybie bezpiecznym i chroni wewnętrzne systemy statku kosmicznego przed promieniowaniem pochodzącym od naszej gwiazdy", mówi Lakey.
"Wiemy więc, że Solar Orbiter zawsze będzie kierował swój 'przód' w stronę Słońca. Ale aby dowiedzieć się, w którą stronę jest "w górę", polegamy na urządzeniach śledzących gwiazdy."
Najważniejszym priorytetem dla statku kosmicznego w trybie bezpiecznym jest skierowanie anteny komunikacyjnej w stronę Ziemi i jak najszybsze nawiązanie kontaktu.
Urządzenia śledzące gwiazdy włączają się automatycznie w trybie bezpiecznym, a statek kosmiczny wykorzystuje je do rozpoznawania określonych wzorów gwiazd. Może wtedy określić swoją orientację i kierunek, w którym powinien skierować antenę, aby komunikować się z Ziemią.
"Ale jeśli gwiezdne trackery nie zablokują się na właściwych gwiazdach lub sekwencja odzyskiwania zostanie przerwana, zanim będzie można je włączyć, Solar Orbiter nie będzie wiedział, gdzie jest Ziemia."
Aby uczynić sytuację jeszcze trudniejszą, w trybie bezpiecznym Solar Orbiter może korzystać tylko z zapasowej anteny komunikacyjnej.
Antena zapasowa może poruszać się "w górę i w dół" w jednej osi, ale nie "w lewo i w prawo" w drugiej. Zapobiega to wielu potencjalnym komplikacjom, ale oznacza również, że cały statek kosmiczny musi się obracać, aby skierować antenę w określonych kierunkach.
Rozwiązaniem jest "strobowanie" - jeśli Solar Orbiter kiedykolwiek znajdzie się w trybie bezpiecznym i nie będzie w stanie zlokalizować Ziemi, zacznie obracać się wokół jednej osi, jednocześnie utrzymując osłonę termiczną bezpiecznie skierowaną na Słońce.
"W trybie strobowania Solar Orbiter emituje sygnał o specjalnym 'tonie' - latarnię morską w ciemności kosmosu" - mówi Lakey.
"Ostatecznie sygnał ten będzie omiatał Ziemię. Gdy tylko wykryjemy go na jednej z naszych stacji naziemnych, będziemy mogli ocenić sytuację, ustalić, co spowodowało tryb bezpieczny i przeprowadzić operacje rozwiązywania problemów i odzyskiwania danych."
Tak w każdym razie wygląda teoria. Podczas czterech lat przebywania Solar Orbiter w kosmosie, nigdy nie musiał on polegać na odzyskiwaniu stroboskopowym - i nigdy nie było to testowane w locie.
Do teraz.
Zespoły w ESOC wykorzystały niedawny okres niskiego opóźnienia komunikacji z Solar Orbiter, aby sprawdzić, czy są gotowe do obsługi prawdziwego odzyskiwania stroboskopowego.
"Zaczęliśmy obracać Solar Orbiter i sprawdzać, czy możemy wykryć radiolatarnię z zapasowej anteny" - mówi Lakey. "Wstępnie wczytaliśmy polecenia powrotu do normalnych operacji na wypadek, gdyby nie udało nam się go wykryć, więc nigdy nie było żadnego ryzyka dla statku kosmicznego."
Testy odzyskiwania zakończyły się sukcesem. Zespoły potwierdziły, że mogą wykryć nadajnik awaryjny Solar Orbiter i zidentyfikować status statku kosmicznego w przypadku trybu bezpiecznego z nieprawidłowo działającymi trackerami gwiazd.
Są to pierwsze istotne kroki w odzyskaniu kontroli nad statkiem kosmicznym i pokazały gotowość zespołu do tego krytycznego, ale mało prawdopodobnego scenariusza.
"Z powodzeniem przetestowaliśmy również naszą zdolność do komunikowania się z satelitą w szczególnie trudnych sytuacjach, na przykład gdy jego własna osłona termiczna częściowo zasłania widok anteny na Ziemię."
To tylko jeden z setek potencjalnych problemów, które nasze zespoły wymyślają i planują każdego dnia. Misje ESA to wyjątkowe, jedyne w swoim rodzaju statki kosmiczne, które mogą napotkać problemy, z jakimi żaden inny statek kosmiczny nigdy się nie spotkał.
Niewiele jest podobnych przykładów, z których można się uczyć, i niewiele ustalonych procedur, których można przestrzegać. Konieczne jest przetestowanie naszych operacji odzyskiwania statku kosmicznego w kosmosie i przećwiczenie ich przez zespoły na Ziemi, gdy nadarzy się ku temu dobra okazja.
"Nigdy nie przestaniemy myśleć o nowych wyzwaniach, przed którymi mogą stanąć nasze misje" - mówi Lakey. "Albo o tym, jak moglibyśmy je pokonać."
Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
