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姿态失控!美国一艘火星飞船突发故障,NASA与时间赛跑后才救活它

  • 来源:互联网
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  • 2022-06-03
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这可能是美国MAVEN火星任务首席研究员香农库里(Shannon Curry)最打脸的时刻!

2022年2月22日,香农库里做了一次长达三个小时的演讲,兴高采烈地向美国宇航局(NASA)高层领导介绍了MAVEN火星飞船,称其性能有多么卓越,火星任务完全可以再持续三年。

演讲才刚刚结束,香农库里的电话就响了,是MAVEN团队打来的,因为火星轨道上的MAVEN火星飞船突发故障,飞行姿态失控,已经进入了安全模式,如果抢救不及时,NASA很可能就会失去它。

为了救活MAVEN火星飞船,NASA的MAVEN团队拼了,加班加点地研发星星导航,这是在与时间赛跑,两个月后MAVEN火星飞船才恢复正常。

MAVEN火星飞船,是一艘围绕火星轨道飞行的美国航天器,尺寸为2.3米×2.3米×2米,重量为809公斤,2013年11月18日发射,2014年9月22日进入火星轨道。

MAVEN火星飞船携带了太阳风电子分析仪 (SWEA)、太阳高能粒子 (SEP)、成像紫外光谱仪 (IUVS)等多部科学仪器,旨在研究火星大气,分析火星高层大气和电流层,以及了解火星大气向太空流失的过程。

当然,MAVEN火星飞船还有一个更大的作用,那就是充当火星中继站,与火星表面上的火星探测器和火星车建立联系,将宝贵的科学数据传回地球。

说起“火星数据回传地球”这件事,美国NASA的确很牛,使用了五艘火星飞船充当火星中继站,火星侦察轨道器、火星奥德赛、欧航局火星快车、欧航局微量气体轨道器,包括了MAVEN火星飞船。

但是现在MAVEN火星飞船坏了!进入安全模式代表故障已经非常严重了,MAVEN火星飞船会停止一切任务,关闭了所有的科学仪器和系统程序,只保留了通讯程序,以便随时接收来自地球的指令。

MAVEN火星飞船突发故障,姿态失去控制,与MAVEN携带的两个惯性测量单元(IMU)有关,一个被称为IMU-1,另一个被称为IMU-2,IMU-1是主惯性测量单元,IMU-2是备用惯性测量单元。

惯性测量单元主要就是用来管理MAVEN火星飞船的飞行姿态,在外太空中飞行姿态很重要,关系到无线电天线有没有对准地球,太阳翼有没有朝向太阳等问题,这直接影响到MAVEN火星飞船通讯能力和电力供应能力。

但是在2017年,即MAVEN火星飞船围绕火星飞行整整三年后,主惯性测量单元IMU-1就出现了令人担忧的问题,MAVEN工程师团队只好更换惯性测量单元,启用备用惯性测量单元IMU-2。

但从2021年12月开始,MAVEN工程师团队发现备用惯性测量单元IMU-2开始快速老化,远超预期,2022年2月,MAVEN工程师团队尝试换回主惯性测量单元IMU-1,可能认为这么长时间过去了,IMU-1恢复正常。

一切都是那么顺利,主惯性测量单元IMU-1正常工作,两个星期后的2月22日,也就是MAVEN火星任务首席研究员香农库里的演讲日,MAVEN火星飞船突发故障,IMU-1和IMU-2都无法使用了,飞船姿态失控,进入安全模式。

此时,MAVEN工程师团队面临巨大挑战,一边让操作员手动稳定飞船姿态,一边寻求解决办法,火星与地球相隔数亿公里,手动稳定飞船姿态难道极大。

还好,MAVEN火星飞船接收来自地球的指令后,从安全模式中恢复过来,启用了备用计算机,使用IMU-2,姿态暂时恢复正常,但很快太阳翼又开始偏离光照方向,这意味着故障依然存在,随时都有可能失去它。

看来IMU-1和IMU-2是指望不上了,飞船必须使用新的姿态导航系统才行,这个时候,MAVEN工程师团队想到了“星星导航”,但是“星星导航”该团队才研发了一半,按正常研发流程可能还需要一年半载。

为了救活MAVEN火星飞船,MAVEN工程师团队拼了,加班加点地搞研发,尽量缩短“星星导航”研发时长,这是在与时间赛跑,两个月后的4月19日,“星星导航”完成了,该团队及时向航天器发送了关于“星星导航”的一系列指令。

再经过一个多月的调试,MAVEN火星飞船于5月28日恢复正常,能使用“星星导航”来保持飞行姿态,MAVEN火星飞船活了,但让人遗憾的是,MAVEN成像紫外光谱仪 (IUVS)数据丢失,无法正常使用了。有趣有料的科学内容请关注唯一的微信公众号:有趣探索

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  • 编辑:刘柳
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