NASAS MAVEN-rumfartøjet genoptager videnskab og operationer, afslutter sikker tilstand

NASA's Mars Atmosphere and Volatile Evolution, eller MAVEN, mission vendte tilbage til normale videnskabs- og relæoperationer den 28. maj 2022 efter at være kommet sig efter en længerevarende fejlsikret tilstand. Rumfartøjet stødte på problemer i februar med sine Inertial Measurement Units (IMU'er). Missionsholdet diagnosticerede med succes problemet med disse navigationsinstrumenter og udviklede et system til rumfartøjet til at navigere efter stjernerne, hvilket skulle give mulighed for fortsatte MAVEN-missionsoperationer gennem det næste årti.

"Dette var en kritisk udfordring for missionen, men takket være arbejdet fra vores rumfartøjer og operationsteam, vil MAVEN fortsætte med at producere vigtig videnskab og fungere som et relæ for overfladeaktiverne gennem slutningen af ​​årtiet," sagde Shannon Curry, MAVEN's hovedefterforsker ved University of California, Berkeley. "Jeg kunne ikke være stoltere af vores hold."

MAVEN blev opsendt i november 2013 og gik i kredsløb om Mars i september 2014. Missionens mål er at udforske planetens øvre atmosfære, ionosfære og interaktioner med Solen og solvinden for at udforske tabet af Mars-atmosfæren til rummet. At forstå atmosfærisk tab giver videnskabsmænd indsigt i historien om Mars' atmosfære og klima, flydende vand og planetariske beboelighed. MAVENs primære mission varede et år. Det har siden langt overgået det og blev for nylig godkendt til sin femte udvidede mission.

Begivenhed i fejlsikret tilstand

Tirsdag den 22. februar 2022 mistede holdet kontakten med rumfartøjet, efter at det udførte en rutinemæssig planlagt strømcyklus af IMU-1. IMU'er bruges til at bestemme rumfartøjets holdning i rummet ved at måle dets rotationshastighed. MAVEN har to identiske IMU'er om bord:IMU-1 er den primære enhed, og IMU-2 er backup-enheden. Da kontakten med rumfartøjet var genoprettet, viste teknisk telemetri, at rumfartøjet ikke var i stand til at bestemme sin holdning fra nogen af ​​IMU'erne. Som svar udførte rumfartøjet en computergenstart, men kunne stadig ikke bestemme dens orientering. Som en sidste udvej skiftede rumfartøjet til backup-computeren, hvilket gjorde det muligt for MAVEN at få nøjagtige aflæsninger fra IMU-2. Rumfartøjet gik i "sikker tilstand", hvor det indstillede alle planlagte aktiviteter, inklusive videnskab og relæoperationer, og afventede yderligere instruktioner fra jorden.

Holdet havde allerede arbejdet på at udvikle all-stellar mode - et system til at navigere efter stjernerne uden IMU'er - der skulle implementeres i oktober 2022, fordi IMU-1 tidligere havde vist uregelmæssigheder, og IMU-2 nærmede sig slutningen af ​​sin levetid. Udviklingen og skiftet til stjernetilstand er en standardpraksis, når IMU'er forringes på aldrende orbitere.

"Dette var en situation, som ingen oprindeligt forudså, men rumfartøjet fungerede som designet," sagde Micheal Haggard, Lockheed Martin MAVEN-rumfartøjets teamleder i Littleton, Colorado. "Da vi endte på backup-computeren, havde rumfartøjet forsøgt at løse problemet med IMU-1 i omkring 78 minutter. Vi endte på IMU-2, og presset var på for at få stjernetilstanden. klar så hurtigt som muligt."

Et kapløb med tiden

I de følgende måneder arbejdede rumfartøjsteamet hos Lockheed Martin på at fremskynde udviklingen af ​​software til at aktivere all-stellar mode, da den forudsagte levetid for IMU-2 først ville vare i oktober. Den 19. april, fem måneder før tidsplanen, afsluttede rumfartøjsholdet udviklingen og uplinkede softwarepatchen til MAVEN. Så snart koden blev uplinket, blev IMU-2 slukket, hvilket bevarede dens resterende levetid til fremtidige rumfartøjsbehov. Efter uplinket blev der udført en række tests for at verificere funktionaliteten af ​​all-stellar mode, da koden ikke tidligere var blevet testet under flyvning.

"Holdet gik virkelig op i forhold til en eksistentiel trussel," sagde Rich Burns, MAVEN-projektlederen ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Da vi i efteråret erkendte, at IMU-2 var nedværdigende, vidste vi, at vi blev nødt til at forkorte tidsplanen for alt-stjernetilstand. Rumfartøjsholdet tog udfordringen op og arbejdede under intenst pres efter anomalien."

Når all-stellar mode var uplinket, tændte rumfartøjet og videnskabsholdene instrumenterne og konfigurerede dem til videnskabelig drift. Alle instrumenter var sunde og med succes genoptaget observationer; rumfartøjet var dog begrænset til at pege på Jorden, indtil test af stjernetilstand var afsluttet, så instrumenterne var ikke orienteret, som de normalt ville være under videnskabelige operationer. Ikke desto mindre var en vis begrænset videnskab stadig mulig, og MAVEN observerede endda en koronal masseudslyngning på Mars mindre end to dage efter, at instrumenterne blev tændt.

Videre til videnskab og relæ

MAVEN vendte tilbage til nominelle videnskabs- og relæoperationer lørdag den 28. maj 2022 efter en vellykket overgang til fuld navigering i alle stjerner.

MAVEN-rumfartøjet fortsætter med at fungere med succes ved at bruge alt-stjernetilstand. Typisk er der bestemte tidspunkter hvert år, hvor IMU'er skal bruges, så teamet bliver nødt til at fortsætte med at finde innovative måder at kontrollere rumfartøjets orientering på. Dette vil sikre, at MAVEN kan fortsætte med at operere gennem sin forlængede missions levetid, hvilket vil gøre det muligt for orbiteren at fortsætte med at foretage observationer under de mest ekstreme forhold i Mars-atmosfæren, som missionen hidtil har været udsat for. + Udforsk yderligere

NASAs MAVEN fortsætter med at fremme Mars videnskab og telekommunikations relæindsats