Zespół Juice odkrywa anomalię podczas zbliżania się do Wenus
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) planuje, aby Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) zrealizował swoje zamierzenia związane z manewrem asysty grawitacyjnej w pobliżu Wenus 31 sierpnia, po pomyślnym rozwiązaniu problemu z komunikacją ze statkiem, który tymczasowo utrudnił kontakt z Ziemią.
Problem pojawił się podczas rutynowego przejścia stacji naziemnej 16 lipca, tymczasowo zakłócając zdolność Juice do przesyłania informacji o swoim stanie i kondycji (telemetria).
Dzięki szybkiej i skoordynowanej pracy zespołów w Europejskim Centrum Operacji Kosmicznych (ESOC) w Darmstadt w Niemczech i producenta Juice, Airbusa, udało się przywrócić komunikację na czas, aby przygotować się do nadchodzącego spotkania planetarnego.
Anomalia zaczęła się, gdy antena głębokiego kosmosu ESA w Cebreros, w Hiszpanii, nie nawiązała kontaktu z Juice w oczekiwanym czasie 04:50 CEST 16 lipca. Wstępne kontrole wykluczyły problemy ze stacją naziemną, co spowodowało zaangażowanie zespołu kontrolnego Juice w ESOC. Próby dotarcia do statku przez stację ESA w New Norcia również zakończyły się niepowodzeniem, co potwierdziło, że problem leży na pokładzie.
Bez sygnału i telemetrii, inżynierowie obawiali się, że Juice mogła wejść w tryb przetrwania - konfigurację awaryjną, która aktywuje się w przypadku wielu awarii systemów pokładowych. W takim stanie, statek powoli wiruje, zwracając swoją antenę w stronę Ziemi raz na godzinę. Jednak żaden taki przerywany sygnał nie został wykryty.
"Utrata kontaktu z statkiem to jeden z najpoważniejszych scenariuszy, z jakimi możemy się zmierzyć," powiedziała Angela Dietz, menedżer operacji sondy Juice. "Bez telemetrii znacznie trudniej jest zdiagnozować i rozwiązać przyczynę problemu."
Uwaga skupiła się na systemie komunikacyjnym. Inżynierowie podejrzewali albo niewłaściwe ustawienie średniej anteny, albo awarię nadajnika sygnału lub wzmacniacza.
Rozważano dwie strategie naprawcze: oczekiwanie na następne automatyczne zresetowanie statku za 14 dni lub wysyłanie poleceń "w ciemno" w kierunku, gdzie powinien znajdować się Juice, mając nadzieję, że zostaną odebrane przez jedną z zapasowych niskogainowych anten.
"Czekanie nie wchodziło w grę," wyjaśniła Angela. "Musieliśmy działać szybko. Czekanie dwóch tygodni na reset oznaczałoby opóźnienie ważnych przygotowań do przelotu w pobliżu Wenus."
Komendy w ciemno były wyzwaniem: Juice znajdowała się około 200 milionów km od Ziemi, po drugiej stronie Słońca. Każdy sygnał ratunkowy potrzebował 11 minut, aby dotrzeć do statku, a zespół musiał czekać kolejne 11 minut, aby sprawdzić, czy były skuteczne.
Sześć prób skierowania średniej anteny w stronę Ziemi zakończyło się niepowodzeniem. Dalsze wysiłki trwały całą noc, trwające prawie 20 godzin i skupione na manualnym uruchomieniu systemów komunikacyjnych Juice.
Ostatecznie udało się wysłać polecenie, które dotarło do Juice i wywołało odpowiedź. Polecenie aktywowało wzmacniacz sygnału, który zwiększa moc sygnału, jaki Juice wysyła w stronę Ziemi. Kontakt został przywrócony, a Juice okazała się w doskonałej kondycji. Żadne systemy nie zawiodły, a cała telemetria była nominalna.
Przyczynę ustalono na błąd w oprogramowaniu związany z harmonogramem. Funkcja oprogramowania, która przełącza wzmacniacz sygnału, zależy od wewnętrznego timera. Timer ten nieustannie zlicza i resetuje się co 16 miesięcy. Jeśli funkcja korzysta z timera w momencie jego resetu, wzmacniacz pozostaje wyłączony, a sygnał Juice jest zbyt słaby, aby wykryć go z Ziemi.
"To było subtelne błędy, ale takie, które byliśmy przygotowani zbadać i rozwiązać," powiedziała Angela. "Zidentyfikowaliśmy kilka możliwych sposobów, aby upewnić się, że to się nie powtórzy, i teraz decydujemy, które rozwiązanie będzie najlepsze do wdrożenia."
Pomimo wysokich stawek i złożoności technicznej, odzyskanie kontaktu z zespołem operacyjnym ESA udało się przeprowadzić z minimalnym zakłóceniem.
"To był klasyczny przykład pracy zespołowej pod presją," powiedziała Angela. "Dzięki spokojnemu i metodycznemu podejściu zespołu, byliśmy w stanie odzyskać Juice bez trwałego wpływu na misję."
Po rozwiązaniu problemu z anomalią, zespół Juice skoncentrował się na przygotowaniach do przelotu w pobliżu Wenus. Juice przeleci w pobliżu Wenus o godzinie 07:28 CEST w niedzielę, 31 sierpnia, kiedy zakończy drugi z czterech zaplanowanych manewrów asysty grawitacyjnej.
Zaplanowana do pracy w zimnym i ciemnym środowisku Jowisza, Juice musi dostosować się do intensywnego ciepła słonecznego w pobliżu Wenus. Aby chronić swoje wrażliwe komponenty, statek wykorzystuje swoją główną, wysokogainową antenę jako tarczę cieplną. Z powodu ograniczeń termicznych, instrumenty do zdalnego badania nie mogą być aktywne podczas przelotu, więc nie zostaną zarejestrowane żadne obrazy Wenus.
Aby bezpośrednio udać się do Jowisza, Juice musiałoby opuścić Ziemię z prędkością 11 km/s. Jednak Juice jest jedną z najcięższych międzyplanetarnych sond, jakie kiedykolwiek wystrzelono, ważąc prawie 6000 kg. Przy tak masywnym ładunku, rakieta Ariane 5 zapewniła prędkość ucieczki równą 2.5 km/s.
Statek wykorzystuje manewry asysty grawitacyjnej, aby zwiększyć prędkość. Juice skorzysta z grawitacji Wenus w tym tygodniu, aby wygiąć swoją orbitę wokół Słońca i zwiększyć prędkość względem Ziemi bez użycia paliwa.
Przelot w pobliżu Wenus znacznie wzmocni Juice. Kiedy następnym razem spotka Ziemię we wrześniu 2026 roku, statek osiągnie wymaganą prędkość transferową do Jowisza wynoszącą 11 km/s. Jednak Jowisz nie znajdzie się jeszcze w odpowiednim miejscu, aby wysłać Juice w jego kierunku.
Juice wykorzysta przelot w pobliżu Ziemi w 2026 roku, by jeszcze bardziej dostosować swoją trajektorię. Po jednym obiegu wokół Słońca, statek wróci do Ziemi na ostatni przelot w styczniu 2029 roku. Ten przelot posłuży do wysłania Juice na trajektorię transferową, która przetnie orbitę Jowisza w lipcu 2031 roku.
Jupiter Icy Moons Explorer, "Juice", to odważna misja ludzkości do zewnętrznego Układu Słonecznego. Umożliwi szczegółowe obserwacje gazowego olbrzyma Jowisza i jego trzech dużych oceanicznych księżyców – Ganimedesa, Kalistosa i Europy. Ta ambitna misja scharakteryzuje te księżyce za pomocą potężnego zestawu instrumentów do zdalnego badania, geofizycznych oraz in situ, aby odkryć więcej o tych ciekawych miejscach jako potencjalnych siedliskach dawnego lub obecnego życia.
Juice będzie szczegółowo monitorować złożone pole magnetyczne, radiacyjne i plazmowe Jowisza oraz jego interakcje z księżycami, badania systemu Jowisza jako archetypu dla systemów gazowych olbrzymów w całym Wszechświecie.
Juice wystartował na rakiecie Ariane 5 z Europejskiego Portu Kosmicznego w Kourou w kwietniu 2023 roku. Czeka go osiem lat podróży z przelotami wokół Ziemi i Wenus, aby uzyskać prędkość transferową do Jowisza. Wykona 35 przelotów wokół trzech dużych księżyców, orbitując wokół Jowisza, zanim zmieni orbitę na Ganimedes i stanie się pierwszą sondą w historii, która będzie orbitować wokół księżyca gazowego olbrzyma.
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
