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姿態失控,NASA與時間賽跑2個月才救活它

這可能是美國MAVEN火星任務首席研究員夏農庫裡(

Shannon Curry)最打臉的時刻!

2022年2月

22日,

夏農庫裡

做了一次長達三個小時的演講,興高采烈地向美國宇航局(NASA)高層領導介紹了MAVEN火星飛船,稱其效能有多麼卓越,火星任務完全可以再持續三年。

姿態失控,NASA與時間賽跑2個月才救活它

演講才剛剛結束,

夏農庫裡的電話就響了,是MAVEN團隊打來的,因為火星軌道上的

MAVEN火星飛船突發故障,飛行姿態失控,已經進入了安全模式,如果搶救不及時,NASA很可能就會失去它。

為了救活MAVEN火星飛船,NASA的MAVEN團隊拼了,加班加點地研發星星導航,這是在與時間賽跑,兩個月後MAVEN火星飛船才恢復正常。

姿態失控,NASA與時間賽跑2個月才救活它

MAVEN火星飛船,是一艘圍繞火星軌道飛行的美國航天器,尺寸為2。3米×2。3米×2米,重量為809公斤,2013年11月18日發射,2014年9月22日進入火星軌道。

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MAVEN火星飛船攜帶了太陽風電子分析儀 (SWEA)、太陽高能粒子 (SEP)、成像紫外光譜儀 (IUVS)等多部科學儀器,旨在研究火星大氣,

分析火星高層大氣和電流層,以及瞭解火星大氣向太空流失的過程。

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當然,MAVEN火星飛船還有一個更大的作用,那就是充當火星中繼站,與火星表面上的火星探測器和火星車建立聯絡,將寶貴的科學資料傳回地球。

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說起“火星資料回傳地球”這件事,美國NASA的確很牛,使用了五艘火星飛船充當火星中繼站,火星偵察軌道器、火星奧德賽、歐航局火星快車、歐航局微量氣體軌道器,包括了MAVEN火星飛船。

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但是現在

MAVEN火星飛船壞了!進入安全模式代表故障已經非常嚴重了,MAVEN火星飛船會停止一切任務,關閉了所有的科學儀器和系統程式,只保留了通訊程式,以便隨時接收來自地球的指令。

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MAVEN火星飛船

突發故障,姿態失去控制,與

MAVEN攜帶的兩個慣性測量單元(IMU)有關,一個被稱為IMU-1,另一個被稱為IMU-2,IMU-1是主慣性測量單元,IMU-2是備用慣性測量單元。

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慣性測量單元主要就是用來管理MAVEN火星飛船的飛行姿態,在外太空中飛行姿態很重要,關係到無線電天線有沒有對準地球,太陽翼有沒有朝向太陽等問題,這直接影響到MAVEN火星飛船通訊能力和電力供應能力。

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但是在2017年,即

MAVEN火星飛船圍繞火星飛行整整三年後,主慣性測量單元IMU-1就出現了令人擔憂的問題,MAVEN工程師團隊只好更換慣性測量單元,啟用備用慣性測量單元IMU-2。

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但從2021年12月開始,

MAVEN工程師團隊發現備用慣性測量單元IMU-2開始快速老化,遠超預期,2022年2月,MAVEN工程師團隊嘗試換回主慣性測量單元IMU-1,可能認為這麼長時間過去了,IMU-1恢復正常。

一切都是那麼順利,

主慣性測量單元IMU-1正常工作,兩個星期後的2月22日,也就是

MAVEN火星任務首席研究員夏農庫裡的演講日,

MAVEN火星飛船突發故障,IMU-1和IMU-2都無法使用了,飛船姿態失控,進入安全模式。

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此時,MAVEN工程師團隊面臨巨大挑戰,一邊讓操作員手動穩定飛船姿態,一邊尋求解決辦法,火星與地球相隔數億公里,手動穩定飛船姿態難道極大。

還好,MAVEN火星飛船接收來自地球的指令後,從安全模式中恢復過來,啟用了備用計算機,使用

IMU-2,

姿態暫時恢復正常,但很快太陽翼又開始偏離光照方向,這意味著故障依然存在,隨時都有可能失去它。

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看來

IMU-1和IMU-2是指望不上了,飛船必須使用新的姿態導航系統才行,這個時候,MAVEN工程師團隊想到了“星星導航”,但是“星星導航”該團隊才研發了一半,按正常研發流程可能還需要一年半載。

為了救活MAVEN火星飛船,

MAVEN工程師團隊拼了,加班加點地搞研發,儘量縮短“星星導航”研發時長,

這是在與時間賽跑,

兩個月後的4月19日,“星星導航”完成了,該團隊及時向航天器傳送了關於“星星導航”的一系列指令。

姿態失控,NASA與時間賽跑2個月才救活它

再經過一個多月的除錯,MAVEN火星飛船於5月28日恢復正常,能使用

“星星導航”來保持飛行姿態,

MAVEN火星飛船活了,但讓人遺憾的是,

MAVEN

成像紫外光譜儀 (IUVS)資料丟失,無法正常使用了。

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