Ogni tanto, il tuo smartphone o tablet riceve un nuovo software per migliorarne le funzionalità e prolungarne la vita. Ora, Mars Express dell'ESA sta ottenendo una nuova installazione, consegnati in oltre 150 milioni di km di spazio.

Con quasi 15 anni in orbita, Mars Express, una delle missioni interplanetarie di maggior successo di sempre, è sulla buona strada per continuare a raccogliere dati scientifici critici per molti altri anni grazie a una nuova installazione software sviluppata dai team di missione dell'ESA.

Il nuovo software è progettato per risolvere un problema che chiunque utilizzi ancora un laptop di cinque anni conosce bene:dopo anni di utilizzo intenso, alcuni componenti iniziano semplicemente a usurarsi.

La navicella spaziale è arrivata su Marte nel dicembre 2003, su quella che doveva essere una missione di due anni. Ha passato più di 14 anni a raccogliere una grande quantità di dati dal Pianeta Rosso, scattare immagini ad alta risoluzione di gran parte della superficie, rilevamento di minerali in superficie che si formano solo in presenza di acqua, rilevando accenni di metano nell'atmosfera e conducendo ravvicinati sorvoli dell'enigmatica luna, Fobo.

Oggi, Mars Express è in buona forma, con solo qualche lieve degrado delle prestazioni, ma i suoi giroscopi stanno per fallire.

Giroscopi andati a male

Questi sei giroscopi misurano quanto Mars Express ruota attorno a uno dei suoi tre assi. Insieme ai due startracker della navicella, determinano il suo orientamento nello spazio.

Questo è fondamentale per puntare la sua grande antenna radio parabolica verso la Terra e per puntare i suoi strumenti, come la telecamera stereo ad alta risoluzione, su Marte.

Gli Startracker sono semplici, fotocamere point-and-shoot che catturano immagini del campo stellare sullo sfondo e, con qualche elaborazione intelligente, vengono utilizzati per determinare l'orientamento del velivolo nello spazio ogni pochi secondi.

Le informazioni sulla rotazione dei giroscopi completano le informazioni tra queste istantanee e anche quando i tracker perdono traccia delle stelle, il che può durare minuti o addirittura ore.

"Dopo aver osservato le variazioni di intensità dei laser interni dei giroscopi, ci siamo resi conto l'anno scorso che, con il nostro attuale utilizzo, quattro dei sei giroscopi tendevano al fallimento, ", afferma il responsabile delle operazioni della navicella spaziale James Godfrey.

"Mars Express non è mai stato progettato per volare senza i suoi giroscopi continuamente disponibili, quindi potremmo prevedere una certa fine della missione tra gennaio e giugno 2019".

Gli ingegneri sapevano, però, dalla lunga esperienza con giroscopi simili nelle precedenti missioni, inclusi Rosetta e ERS-2, che potrebbe essere possibile far volare la missione principalmente usando i suoi startracker, con i giroscopi accesi solo occasionalmente, per prolungare la loro vita.

Hackerare un codice vecchio di 15 anni

"Volare sugli startracker con i giroscopi per lo più spenti significava che una parte significativa del software vecchio di 15 anni su Mars Express avrebbe dovuto essere riscritta, e questa sarebbe una grande sfida, ", afferma l'ingegnere delle operazioni Simon Wood.

Mentre il costruttore della navicella ha fornito grande assistenza, spettava principalmente ai team dell'ESA aprire il codice, riscrivi il software, provalo e preparalo per il caricamento il prima possibile.

"Siamo stati anche aiutati dalla possibilità di prendere il codice trasportato su Rosetta e trapiantarlo nel software di guida Mars Express, "aggiunge Simone.

Un massiccio, seguì uno sforzo di più mesi, coinvolgendo team di tutta l'Agenzia che lavorano per sviluppare il nuovo software che consentirebbe a Mars Express di continuare a volare. Ciò significava anche cambiamenti significativi nella pianificazione della scienza degli strumenti.

"Non sapevamo se fosse possibile una revisione così massiccia - non era mai stata fatta prima, soprattutto perché saremmo in una corsa contro il tempo per completarlo. Ma di fronte alla quasi certa fine della missione, quello che è iniziato come una speculazione selvaggia durante una pausa per il tè un pomeriggio dell'estate scorsa ha portato alla riscrittura completa ora pronta per essere inviata".

Il nuovo software è stato finalizzato all'inizio di quest'anno, ed è stato sottoposto a meticolosi test per assicurarsi che funzioni come previsto.

Vai/Non-Vai

Lo sforzo è andato a buon fine ieri, quando il team della missione si è riunito per un incontro critico go/no-go con i manager dell'ESA per ottenere l'approvazione finale per l'attivazione del nuovo software.

Il nuovo codice è stato effettivamente caricato in un'area di memoria di riserva domenica, ma proprio come quando il tuo telefono o tablet riceve un aggiornamento software, i controllori della missione dovranno spegnere Mars Express e attivare un riavvio per avviare l'esecuzione del nuovo codice, un passaggio critico fissato per il 16 aprile.

Se tutto va come previsto, le squadre della missione trascorreranno quindi circa due settimane a testare e riconfigurare il veicolo spaziale per assicurarsi che tutto funzioni come dovrebbe prima di riprendere le normali operazioni scientifiche.

"Simile, ma correzioni molto più piccole, sono stati sviluppati in passato per altre missioni con vecchi giroscopi, come Rosetta, ma questa è sicuramente la riscrittura software più complessa ed estesa che abbiamo fatto nella memoria recente, " dice il manager della missione Patrick Martin.

"Grazie all'abilità dei team dell'ESA, Mars Express volerà bene negli anni '20, a seconda del rifornimento di carburante, e continuare a fornire scienza eccellente per molti anni ancora.

"Non vedo l'ora di vedere continue campagne scientifiche congiunte tra Mars Express e altre missioni su Marte come il Trace Gas Orbiter dell'ESA e le missioni rover in arrivo".