Pembentangan yang menakutkan selama tiga jam kepada kepimpinan NASA tentang masa depan pengorbit MAVEN Mars sepatutnya menjadi cabaran terbesar bagi pasukan misi awal tahun ini. Tetapi sama seperti pembentangan berjalan lancar di Bumi, kapal angkasa itu sendiri menghadapi masalah serius berjuta-juta batu jauhnya.
Semasa dia selesai mengetuai pembentangan pada hari Februari itu, Shannon Curry, baru-baru ini melantik penyiasat utama untuk MAVEN misi, berasa yakin tentang kerja pasukan membuat kes yang Marikh misi harus diteruskan sekurang-kurangnya tiga tahun lagi, hujah berdasarkan enam bulan kerja menyeluruh daripada pasukan.
Kemudian telefonnya berbunyi. “Kami akhirnya menyelesaikan pembentangan, saya menghidupkan semuanya kembali, dan pengurus projek kami menghubungi saya dengan segera,” kata Curry kepada Space.com. “Sekarang, saya fikir dia memanggil saya untuk menjadi seperti, ‘Tahniah, anda melakukannya, anda melakukan yang hebat,’ dan dia berkata, ‘Kami dalam mod selamat.'”
Mod selamat bermakna kapal angkasa telah menghadapi masalah yang tidak dapat diselesaikan sendiri, jadi ia telah menutup semua yang tidak diperlukan untuk bertahan sehingga jurutera dihidupkan. Bumi boleh menilai keadaan. Kadang-kadang, penyelesaiannya mudah, sama kosmik dengan but semula penghala internet.
Tetapi tidak kali ini.
“Peristiwa mod selamat adalah – malapetaka terlalu kuat, tetapi maksud saya, kami hampir kehilangan kapal angkasa,” kata Curry, memanggil kejadian itu “sangat serius” dan “menakutkan.” Dan apabila pasukan itu mahu meraikan penghujung kempen lanjutan misi selama enam bulan, masa itu menyengat. “Ia seperti mendapat angin yang mengetuk anda. Pada hari lahir anda.”
MAVEN, lebih dikenali sebagai Atmosfera Marikh dan Evolusi Meruap, tiba di orbit mengelilingi Planet Merah pada 2014. Sejak itu, kapal angkasa bukan sahaja mengkaji suasana Marikhseperti yang dijanjikan namanya, tetapi juga telah bertindak sebagai stesen penyampaian utama untuk komunikasi antara NASA dan pendarat dan pengembara Marikhnya, yang tidak dapat memberi isyarat secara langsung kepada Bumi.
Ia bukan misi yang ingin diakhiri oleh NASA, dan sememangnya, pada penghujung proses semakan yang memuncak dalam pembentangan yang melelahkan, agensi itu membenarkan misi tersebut untuk meneruskan kerja selama tiga tahun lagi. Walau bagaimanapun, MAVEN telah menghabiskan lebih daripada lapan tahun di angkasa, jauh lebih lama daripada yang direka bentuk pada mulanya, dan satu bahagian tertentu memberi masalah kepada pasukan.
The kapal angkasa membawa dua daripada apa yang jurutera panggil unit ukuran inersia, atau IMU: satu versi utama, digelar IMU-1, dan sandaran yang sama dipanggil IMU-2. Mana-mana IMU yang digunakan oleh kapal angkasa pada bila-bila masa bertanggungjawab untuk mengekalkan MAVEN dalam sikap yang betul, atau orientasi di angkasa. (Sikap adalah penting: fungsi seperti mengecas panel solar dan berkomunikasi dengan Bumi tidak boleh berlaku dengan betul apabila kapal angkasa kehilangan sikap.)
Selepas membimbangkan isu IMU-1 timbul pada akhir 2017, pasukan MAVEN menukar kapal angkasa kepada unit sandarannya. Tetapi lewat tahun lepas, pasukan itu menyedari bahawa unit IMU-2 mula, pada asasnya, haus lebih cepat daripada yang dijangkakan. Jadi pada awal Februari, pasukan itu memulangkan kapal angkasa kepada unit asalnya IMU-1.
Dua minggu kemudian, pada 22 Februari, iaitu hari pembentangan lanjutan misi MAVEN, kapal angkasa tiba-tiba nampaknya tidak dapat menggunakan mana-mana IMU untuk meletakkan dirinya dengan betul.
“Atas sebab yang berbeza, kami berdua [IMU]s mula menunjukkan masalah,” kata Curry. “Apabila kami masuk ke mod selamat, ia adalah kerana salah satu daripadanya benar-benar terhempas, pada asasnya, dan kemudian yang lain hanya kehilangan seumur hidup.”
MAVEN “selfie” yang dirakam pada tahun 2018 menunjukkan, antara ciri lain, pendorong di sudut bawah dan panel solar di kiri atas. (Kredit imej: Universiti Colorado/NASA)
Cabaran pertama adalah untuk menstabilkan kapal angkasa, yang memerlukan prosedur jurutera memanggil penamatan degupan jantung.
Istilah “bukan hanya untuk kesan dramatik: pada asasnya, ia seperti mencabut tali keluar dari dinding,” kata Curry. “Kapal angkasa itu but semula komputer onboard utamanya, dan kemudian apabila ia tidak berjaya, ia terpaksa bertukar kepada komputer sandaran, dan kami tidak pernah menggunakan komputer sandaran sebelum ini.”
Selepas lebih sejam kapal angkasa cuba menghidupkan semula IMU-1, pertukaran komputer, yang juga meletakkan MAVEN pada IMU-2, diadakan. Dan tidak lama kemudian: tumpuan kapal angkasa pada matahari mula tersasar, ancaman eksistensi dengan sendirinya.
Tetapi walaupun pasukan MAVEN telah menangani isu-isu yang paling mendesak, keadaan tetap berbahaya, kerana pasukan itu tahu bahawa menggunakan IMU-2 adalah memburuk-burukkan bencana. “Kami mempunyai satu IMU yang tinggal, dan kami tidak mempunyai banyak masa untuk itu. Sama sekali,” kata Curry. “Kami pulih daripada mod selamat, dan kemudian kami masih dalam air yang cukup panas.”
Berlumba-lumba untuk mengemudi oleh bintang
Oleh itu, pasukan bersedia untuk bekerja membangunkan apa yang pengurus kapal angkasa panggil “mod semua bintang.” Mod itu membolehkan kapal angkasa menentukan sikapnya dengan memadankan bintang ia melihat dengan peta dalaman kosmosnya. Ia tidak setepat menggunakan IMU, tetapi ia tidak mempunyai jangka hayat yang terhad. Malangnya, mod semua bintang mengambil masa untuk dibangunkan. Pasukan MAVEN telah berhasrat untuk melakukan kerja itu lewat tahun ini. “Kami telah menanda buku itu untuk Oktober sebagai ‘berjaga-jaga’, memikirkan kami, seperti, melakukan kerja rumah kredit tambahan kami,” kata Curry.
Kapal angkasa mempunyai idea lain. Sebaik sahaja MAVEN stabil pada IMU-2, pasukan itu berebut untuk membangunkan mod semua bintang secepat mungkin, menyelesaikan proses tepat pada masanya untuk menghantar arahan yang berkaitan kepada kapal angkasa pada 19 April, hanya dua bulan selepas krisis bermula.
Selama kira-kira sebulan selepas semua bintang dilaksanakan, pasukan MAVEN secara beransur-ansur mula menghidupkan dan memeriksa instrumen, walaupun kapal angkasa itu harus kekal menunjuk ke Bumi sepanjang masa, mengehadkan sains yang boleh dilakukan oleh misi itu.
Curry terutamanya menyesali kehilangan data daripada instrumen ultraungu MAVEN yang melampau, yang tidak dapat memerhati sama sekali apabila kapal angkasa menghala ke Bumi. Antara kerja lain, instrumen itu boleh mengukur jenis sinaran ultraungu dan sinar-X tertentu daripada matahari ketika ia tiba di Planet Merah.
Dan sementara MAVEN telah pulih, matahari telah menghasilkan beberapa suar utama yang telah terlepas oleh kapal angkasa. “Itu penyepak sebenar,” katanya. “Beberapa suar kelas X telah merebak melepasi Marikh dan menjejaskan Marikh, dan MAVEN adalah satu-satunya yang dapat memerhatikannya dan tidak dapat melakukannya.”
Lima kapal angkasa Marikh berfungsi sebagai penyampai untuk misi di permukaan Planet Merah: Orbiter Peninjau Marikh NASA, MAVEN dan Mars Odyssey, dan Mars Express dan Trace Gas Orbiter Agensi Angkasa Eropah. (Kredit imej: NASA/JPL-Caltech, ESA)
Peningkatan perlahan kembali kepada operasi penuh juga bermakna MAVEN menghabiskan sebulan tambahan tidak dapat berfungsi sebagai satelit geganti untuk pendarat InSight dan Penjelajah Rasa Ingin Tahu dan Ketekunan, tiga robot NASA yang kini aktif di permukaan Marikh. Walaupun satelit lain turut mengambil bahagian dalam kerja ini, MAVEN menanggung salah satu beban terbesar. Jadi gangguan selama tiga bulan kapal angkasa itu bermakna bukan sahaja mengurangkan sains daripada MAVEN tetapi mengurangkan sains dari Marikh secara keseluruhan.
“Ia sangat sukar untuk semua aset permukaan,” kata Curry. Dan seterusnya, penyelamatan adalah lebih daripada MAVEN itu sendiri. “Ia bukan sekadar untuk memastikan kami menyelamatkan kapal angkasa kami. Ini membolehkan banyak data di Marikh secara amnya.”
Kembali bekerja
Selepas lebih tiga bulan tidak menerima komisen, MAVEN akhirnya kembali beroperasi seperti biasa pada hari Sabtu (28 Mei), menurut sebuah kenyataan dari Makmal Universiti Colorado Boulder untuk Fizik Atmosfera dan Angkasa, di mana misi itu beribu pejabat. Tetapi peristiwa penting itu tidak bermakna kerja pasukan kapal angkasa telah selesai.
Walaupun mod semua bintang boleh melakukan kerja untuk operasi biasa, ia tidak cukup tepat untuk melihat MAVEN dengan selamat melalui manuvernya yang paling halus, dan kapal angkasa masih mempunyai sedikit masa yang berharga untuk IMUnya.
“Kami perlu menghabiskan musim panas ini dan satu atau dua tahun akan datang dengan cara yang sangat bijak untuk berhenti menggunakan IMU seperti biasa,” kata Curry. “Jika kami tidak melakukan apa-apa, kami tidak akan berjaya 10 tahun akan datang.” (Pelanjutan misi baru-baru ini melihat kapal angkasa melalui 2025, tetapi NASA telah berkata ia mahu menggunakan keupayaan geganti MAVEN semasa kempen misi pemulangan sampel Marikh yang dirancang, iaitu sedang menyasarkan penghantaran di Bumi pada tahun 2033.)
Pemerhatian ultraungu Marikh yang dikumpulkan oleh MAVEN pada 2016. (Kredit imej: NASA/University of Colorado-LASP)
Curry berkata dia yakin pasukan MAVEN boleh menangani cabaran ini juga. “Apabila tiba-tiba, anda berhadapan dengan ancaman eksistensial ini, terus terang, berkata, ‘Fikirkan atau anda akan kehilangan kapal angkasa,’ orang ramai memikirkannya. Jadi kita mempunyai jalan ke hadapan, kita ada banyak idea untuk memulakan ujian,” katanya. “Adakah segala-galanya selesai? Tidak. Ia akan mengambil lebih banyak usaha untuk menyelesaikan beberapa cara yang bijak untuk melakukannya. Tetapi sekali lagi, ini adalah pasukan yang sangat, sangat, sangat kreatif dan bijak.”
Sementara itu, kini setelah MAVEN kembali beroperasi seperti biasa, terdapat sains berharga yang perlu dilakukan berkenaan atmosfera Marikh. Khususnya, Curry teruja untuk melihat data akan datang yang akan menunjukkan bagaimana atmosfera bertindak balas terhadap aktiviti matahari yang semakin meningkat. Aktiviti matahari berubah-ubah selama 11 tahun kitaran suriadengan bintang semakin meningkat sekarang yang dijangkakan saintis akan memuncak sekitar 2025.
“Kitaran suria hanya berputar sekarang dan kami masih sekurang-kurangnya 18 bulan di luar puncak, jadi kami tidak boleh lebih teruja untuk bangkit semula dan berjalan sepenuhnya,” kata Curry.
Dan maksimum suria 2025 amat menarik kerana saintis menjangkakan ia akan bertepatan dengan kejadian serius seterusnya di Planet Merah. musim ribut debu. Semasa musim panas hemisfera selatan, keadaan cuaca boleh mencetuskan ribut debu yang begitu besar sehingga ada yang merangkumi seluruh planet. Sekarang musim ribut debu di Marikh dan MAVEN telah menonton musim sebelumnya juga, tetapi penjajaran kitaran meningkatkan kepentingannya.
“MAVEN akan memerhati keadaan paling ekstrem yang pernah ada, kerana akan ada habuk, jadi ia adalah pemandu dari bawah, dan kemudian aktiviti suria yang melampau sebagai pemandu dari atas,” kata Curry mengenai peluang 2025 yang menarik. “Kami bimbang untuk kembali ke dalamnya.”
E-mel Meghan Bartels di mbartels@space.com atau ikuti dia di Twitter @meghanbartels. Ikut kamidi Twitter @Spacedotcom dan seterusnya Facebook.
We wish to thank the writer of this post for this remarkable material
