Credito:Goddard Space Flight Center della NASA
La missione Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, o MAVEN, della NASA è tornata alla normale attività scientifica e alle operazioni di staffetta il 28 maggio 2022, dopo essersi ripresa da un evento esteso in modalità sicura. La navicella spaziale ha riscontrato problemi a febbraio con le sue unità di misura inerziale (IMU). Il team della missione ha diagnosticato con successo il problema con questi strumenti di navigazione e ha sviluppato un sistema per consentire alla navicella spaziale di navigare in base alle stelle, che dovrebbe consentire il proseguimento delle operazioni della missione MAVEN nel prossimo decennio.
"Questa è stata una sfida fondamentale per la missione, ma grazie al lavoro della nostra navicella spaziale e del team operativo, MAVEN continuerà a produrre scienza importante e ad operare come un relè per le risorse di superficie fino alla fine del decennio", ha affermato Shannon Curry, di MAVEN's ricercatore principale presso l'Università della California, Berkeley. "Non potrei essere più orgoglioso del nostro team."
MAVEN è stato lanciato nel novembre 2013 ed è entrato in orbita attorno a Marte nel settembre 2014. L'obiettivo della missione è esplorare l'atmosfera superiore del pianeta, la ionosfera e le interazioni con il Sole e il vento solare per esplorare la perdita dell'atmosfera marziana nello spazio. Comprendere la perdita atmosferica offre agli scienziati informazioni sulla storia dell'atmosfera e del clima di Marte, dell'acqua liquida e dell'abitabilità del pianeta. La missione principale di MAVEN era della durata di un anno. Da allora ha superato di gran lunga quello ed è stato recentemente approvato per la sua quinta missione estesa.
Evento in modalità provvisoria
Martedì 22 febbraio 2022, il team ha perso il contatto con il veicolo spaziale dopo aver eseguito un ciclo di alimentazione programmato di routine dell'IMU-1. Le IMU vengono utilizzate per determinare l'assetto del veicolo spaziale nello spazio misurandone la velocità di rotazione. MAVEN ha due IMU identiche a bordo:IMU-1 è l'unità principale e IMU-2 è l'unità di backup. Una volta ripristinato il contatto con il veicolo spaziale, la telemetria ingegneristica ha mostrato che il veicolo spaziale non era in grado di determinare il suo assetto da nessuna delle due IMU. In risposta, il veicolo spaziale ha eseguito un riavvio del computer ma non è ancora riuscito a determinarne l'orientamento. Come ultima risorsa, il veicolo spaziale è passato al computer di backup, il che ha permesso a MAVEN di ottenere letture accurate dall'IMU-2. Il veicolo spaziale è entrato in "modalità sicura", dove ha cessato tutte le attività pianificate, comprese le operazioni scientifiche e di staffetta, e ha atteso ulteriori istruzioni da terra.
Il team aveva già lavorato per sviluppare la modalità tutto stellare, un sistema per navigare tra le stelle senza IMU, da implementare nell'ottobre 2022 perché IMU-1 aveva precedentemente mostrato anomalie e IMU-2 si stava avvicinando alla fine della sua durata. Lo sviluppo e il passaggio alla modalità all-stellar è una pratica standard quando le IMU si degradano a causa dell'invecchiamento degli orbiter.
"Questa era una situazione che nessuno inizialmente prevedeva, ma il veicolo spaziale si è comportato come previsto", ha affermato Micheal Haggard, il team di veicoli spaziali Lockheed Martin MAVEN a Littleton, in Colorado. "Quando siamo finiti sul computer di backup, la navicella aveva tentato di risolvere il problema con l'IMU-1 per circa 78 minuti. Siamo finiti sull'IMU-2 e la pressione era alta per ottenere la modalità tutto stellare pronto il prima possibile."
Una corsa contro il tempo
Nei mesi successivi, il team della navicella spaziale della Lockheed Martin ha lavorato per accelerare lo sviluppo del software per abilitare la modalità tutto stellare, poiché la durata prevista dell'IMU-2 non sarebbe durata fino a ottobre. Il 19 aprile, cinque mesi prima del previsto, il team della navicella ha completato lo sviluppo e ha collegato la patch del software a MAVEN. Non appena il codice è stato collegato in uplink, l'IMU-2 è stato spento, preservando la sua vita rimanente per le future esigenze dei veicoli spaziali. A seguito dell'uplink, sono stati eseguiti una serie di test per verificare la funzionalità della modalità all-stellar, poiché il codice non era stato precedentemente testato in volo.
"Il team ha davvero affrontato una minaccia esistenziale", ha affermato Rich Burns, project manager MAVEN presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Quando in autunno abbiamo riconosciuto che l'IMU-2 si stava degradando, sapevamo che avremmo dovuto abbreviare il programma per la modalità tutto stellare. Il team della navicella spaziale ha accettato la sfida, lavorando sotto un'intensa pressione dopo l'anomalia."
Una volta che la modalità all-stellar è stata collegata in uplink, i team di veicoli spaziali e scientifici hanno acceso gli strumenti e li hanno configurati per il funzionamento scientifico. Tutti gli strumenti erano sani e hanno ripreso con successo le osservazioni; tuttavia, il veicolo spaziale è stato costretto a puntare verso la Terra fino al completamento del test della modalità tutto stellare, quindi gli strumenti non erano orientati come sarebbero normalmente durante le operazioni scientifiche. Tuttavia, alcune scienze limitate erano ancora possibili e MAVEN ha persino osservato un impatto di espulsione di massa coronale su Marte meno di due giorni dopo l'accensione degli strumenti.
Vai alla scienza e alla staffetta
MAVEN è tornato alla scienza nominale e alle operazioni di staffetta sabato 28 maggio 2022, dopo essere passato con successo alla navigazione completamente stellare.
La navicella spaziale MAVEN continua a funzionare con successo utilizzando la modalità tutto stellare. In genere, ci sono alcune volte all'anno in cui è necessario utilizzare le IMU, quindi il team dovrà continuare a trovare modi innovativi per controllare l'orientamento del veicolo spaziale. Ciò garantirà che MAVEN possa continuare a funzionare per tutta la sua durata prolungata della missione, il che consentirà all'orbiter di continuare a fare osservazioni durante le condizioni più estreme nell'atmosfera marziana che la missione ha incontrato finora. + Esplora ulteriormente
