Solar Orbiter ‘en kötü senaryoya’ hazırlandı

ESA/NASA Solar Orbiter, mevcut yörüngesinde güneşe en yakın noktaya yaklaşıyor. Bu, misyonun bilimsel faaliyetleri için önemli bir zamandır ve ESA’daki görev kontrol ekibi, aktif ve öngörülemeyen yıldızımızın yanından geçerken uzay aracının karşılaşabileceği olası sorunlara karşı sürekli olarak hazırlık yapmaktadır.

Solar Orbiter’a görev kontrolü. Solar Orbiter’a gelin…

Uçuş kontrolörü Daniel Lakey, “Bu bizim en kötü senaryomuz” diyor. “Eğer Solar Orbiter gemide büyük bir sorunla karşılaşsaydı ve o zaman iletişimi yeniden kuramazdık.”

Solar Orbiter’ın güneşe yakın yaklaşımı (“günberi”) bilimsel faaliyetlerin zirve yaptığı bir dönemdir.

Bir dizi son derece karmaşık operasyonu gerçekleştirmek için ESA’nın ESOC görev kontrol merkezindeki uçuş kontrol ekiplerine ve uçuş dinamiği uzmanlarına ihtiyaç var.

Bu faaliyetler sırasında bir şeyler ters giderse, uzay aracı kendisini otomatik olarak “güvenli moda” sıfırlayabilir.

Güvenli modda uzay aracının yazılımı yeniden başlatılır ve yalnızca en temel işlevleri yeniden etkinleştirilir. Daha sonra Dünya’daki ekipler güvenli modu neyin tetiklediğini çözüyor, sorunu çözüyor ve bilimsel araçlar gibi daha gelişmiş sistemleri yeniden başlatıyor.

Bu yoğun dönemde bilim operasyonları üzerindeki ciddi etki nedeniyle günberi sırasındaki güvenli mod özellikle kötü olacaktır.

Solar Orbiter ayrıca günberi sırasında daha az güce sahiptir, çünkü yoğun ısı, hasarı önlemek için güneş panellerini güneşten uzağa doğru eğmesini gerektirir.

Bilim kaybolmadan veya daha kötüsü gücü tükenmeden uzay aracının mümkün olduğu kadar çabuk kurtarılması gerekiyor.

Yıldızlar yolu gösterir

“Güneş o kadar parlak ki, temel bir güneş sensörü bile Solar Orbiter’in her zaman güneşin nerede olduğunu bilmesini ve ısı kalkanını her zaman ona doğru yöneltebilmesini sağlamak için yeterli. Bu sensör, güvenli mod sırasında etkinleşiyor ve uzay aracının iç sistemlerini güneşe karşı güvende tutuyor. yıldızımızdan yayılan radyasyon” diyor Lakey.

“Dolayısıyla Solar Orbiter’ın ‘önünü’ her zaman güneşe doğru çevireceğini biliyoruz. Ancak hangi yönde ‘yukarı’ olduğunu bulmak için yıldız takipçilerine güveniyoruz.”

Güvenli moddaki bir uzay aracının en büyük önceliği, iletişim antenini Dünya’ya doğrultmak ve mümkün olan en kısa sürede yeniden temas kurmaktır.

Yıldız izleyiciler güvenli mod sırasında otomatik olarak açılır ve uzay aracı bunları belirli yıldız modellerini tanımak için kullanır. Daha sonra yönünü belirleyebilir ve Dünya ile iletişim kurmak için antenini hangi yöne yönlendirmesi gerektiğini belirleyebilir.

“Fakat eğer yıldız izleyicileri doğru yıldızlara kilitlenemezlerse ya da kurtarma süreci onlar açılmadan önce kesintiye uğrarsa, Solar Orbiter’ın Dünya’nın nerede olduğunu bilmesinin hiçbir yolu yoktur.”

Kontrole dönüyor

Durumu daha da zorlaştırmak için Solar Orbiter güvenli modda yalnızca yedek iletişim antenini kullanabilir.

Yedek anten bir eksende “yukarı ve aşağı” hareket edebilir, ancak diğer eksende “sola ve sağa” hareket edemez. Bu, bir dizi potansiyel komplikasyonu önler, ancak aynı zamanda antenin belirli yönlere yönlendirilmesi için tüm uzay aracının dönmesi gerektiği anlamına da gelir.

Çözüm “yanıp sönüyor”; eğer Solar Orbiter kendisini güvenli modda bulur ve Dünya’nın yerini bulamazsa, ısı kalkanını güvenli bir şekilde güneşe doğrultulmuş halde tutarak bir eksen etrafında dönmeye başlayacak.

Lakey, “Yanıp sönen modda Solar Orbiter, uzayın karanlığında bir işaret ışığı olan özel bir ‘ton’ içeren bir sinyal yayar” diyor.

“Eninde sonunda bu sinyal Dünya’yı kapsayacak. Yer istasyonlarımızdan birinde sinyali tespit ettiğimiz anda durumu değerlendirebilir, güvenli moda neyin sebep olduğunu çözebilir ve sorun çözme ve kurtarma operasyonlarımızı gerçekleştirebiliriz.”

Zaten teori de bu. Solar Orbiter’ın uzayda geçirdiği dört yıl boyunca hiçbir zaman yanıp sönen bir iyileşmeye güvenmek zorunda kalmadı ve hiçbir zaman uçuş sırasında test edilmedi.

Şimdiye kadar.

ESOC’daki ekipler, gerçek bir hızlı iyileşmeye hazır olup olmadıklarını test etmek için Solar Orbiter ile yakın zamanda yaşanan düşük iletişim gecikmesi dönemini kullandı.

Lakey, “Solar Orbiter’ı döndürmeye başladık ve yedek antenden gelen işaret ışığını tespit edip edemeyeceğimize baktık” diyor. “Algılamamamız durumunda normal operasyonlara dönmek için komutları önceden yükledik, bu nedenle uzay aracı için hiçbir zaman risk olmadı.”

Kurtarma testleri başarılıydı. Ekipler, Solar Orbiter’in acil durum işaretini tespit edebileceklerini ve yıldız izleyicilerin arızalanmasıyla güvenli modun devreye girmesi durumunda uzay aracının durumunu tespit edebileceklerini doğruladılar.

Bunlar, uzay aracının kontrolünü yeniden ele geçirmek için atılan ilk hayati adımlardır ve ekibin bu kritik ancak olası olmayan senaryoya hazır olduğunu göstermiştir.

“Ayrıca, kendi ısı kalkanının antenin Dünya görüşünü kısmen engellemesi gibi özellikle zorlu durumlarda uyduyla iletişim kurma yeteneğimizi de başarıyla test ettik.”

Bu, ekiplerimizin her gün hayalini kurduğu ve planladığı yüzlerce potansiyel sorundan yalnızca biri. ESA’nın görevleri türünün tek örneği olan benzersiz bir uzay aracıdır: Başka hiçbir uzay aracının karşılaşmayacağı sorunlarla karşılaşabilirler.

Öğrenilecek çok az benzer örnek ve izlenecek çok az yerleşik prosedür vardır. Uzay aracı kurtarma operasyonlarımızı uzayda test etmek ve Dünya’daki ekiplerin iyi bir fırsat bulduklarında bunları tatbik etmesi çok önemli.

Lakey, “Görevlerimizin karşılaşabileceği yeni zorluklar hakkında düşünmekten asla vazgeçmeyeceğiz” diyor. “Ya da bunların üstesinden nasıl geleceğimiz hakkında.”