ESA – Per fi segur

Rescuing Integral: la història fins ara

El 2020, els propulsors en marxa La nau espacial integral de l’ESA fracassat. Per mantenir viva la missió científica, l’equip Integral de l’ESA Centre de control de missions de l’ESOC ràpidament es va posar a treballar desenvolupant una nova sèrie de maniobres especialitzades això els permetria continuar volant la nau espacial utilitzant només les seves rodes de reacció: les rodes giratòries dins d’un satèl·lit que li permeten emmagatzemar i utilitzar el moment angular per canviar la seva orientació.

No obstant això, el “mode segur” original de la nau espacial -el sistema que s’activa per apagar els instruments científics i girar-los cap al Sol per assegurar-se que les seves matrius solars estan generant tota la potència- va confiar en aquests propulsors per fer girar la nau espacial a la seguretat en l’esdeveniment. d’una emergència.

Aquest mode segur es va activar gairebé exactament un any després, el setembre de 2021, quan una partícula carregada va colpejar una part sensible de l’electrònica d’Integral, desactivant una de les seves rodes de reacció i fent que la nau espacial s’allunyés del Sol.

Sense propulsors, però, l’antic mode segur no va poder recuperar la nau espacial i l’equip d’Integral es va quedar amb només tres hores per salvar la missióo veure’l perdut per sempre.

La seguretat, ara en xifres

Després de l’èxit del seu atrevit intent de rescat, l’equip d’Integral va decidir que era més segur desactivar completament l’antic mode segur i centrar-se en el desenvolupament d’un nou mode segur que utilitzi les rodes de reacció en lloc dels propulsors per recuperar el control i girar la nau espacial cap enrere. cap al Sol.

“El mode segur és una part crucial de qualsevol missió de la nau espacial”, diu el director d’operacions integrals, Richard Southworth. “Aquesta és probablement la primera vegada que una missió de l’ESA ha hagut de redissenyar completament el seu mode segur mentre està en òrbita”.

Però desenvolupar nous sistemes per a una nau espacial de 20 anys pot ser un repte. L’antic mode segur es basava gairebé completament en el maquinari, que no es pot modificar després del llançament. En canvi, l’equip va haver de desenvolupar un mode segur basat en programari completament nou.

Originalment, un sistema de maquinari dedicat gestionava les operacions de rescat d’Integral i controlava directament els propulsors quan s’activava el mode segur. El nou enfocament de l’equip escolta el senyal d’alarma generat per aquest circuit, però després el redirigeix ​​a través del “cervell” principal de la nau espacial: l’ordinador central de bord.

Allà, un algorisme recentment desenvolupat rep l’alerta i determina com controlar les rodes de reacció per girar Integral per apuntar amb seguretat cap al Sol.

Aquest sistema es va provar en vol per primera vegada al satèl·lit real el 2 de març de 2023, quan l’equip de control de vol d’Integral va girar deliberadament Integral lluny del Sol i va activar el nou mode segur, que va tornar amb èxit la nau espacial a la seva orientació segura original.

“Una part d’aquestes proves consistia a assegurar-se que l’ordinador principal de bord pot gestionar la nova càrrega de treball, ja que l’ordinador de 20 anys no estava dissenyat per fer front a aquest esforç addicional”, diu Jim Martin, que va dirigir el desenvolupament del nou mode segur. a l’ESOC.

“Vam controlar de prop els signes vitals de l’ordinador durant l’operació per assegurar-nos que el nou mode segur no afecta cap de les altres funcions del cervell, com ara la gestió de les dades científiques recollides pels instruments d’Integral”.

Tracció a les tres rodes

És important destacar que el nou mode segur pot rescatar Integral encara que una de les seves rodes de reacció estigui desactivada. Per provar-ho, l’equip va girar la nau espacial fora d’alineació en quatre direccions diferents i va encarregar el nou mode segur d’utilitzar una combinació diferent de tres de les quatre rodes de reacció d’Integral per recuperar-la cada vegada.

El nou mode segur ara s’ha implementat amb èxit a bord d’Integral i treballarà per mantenir l’observatori espacial segur mentre continua ajudant els científics a donar llum sobre alguns dels esdeveniments més emocionants i energètics de l’Univers, com ara esclats de raigs gamma, forats negres i supernoves. .

L’equip d’Integral va presentar la tercera solució de la nau espacial en tants anys SpaceOps 2023la conferència més gran del món sobre operacions de naus espacials, a Dubai a principis d’aquest mes.