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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。