Спустя два года НАСА восстановило связь с космическим аппаратом STEREO-B


    Фотография Солнца в экстремальном ультрафиолете, полученная с борта STEREO-A. Фотография сделана на длине волн 171 ангрстрем (17,1 нм), которые обычно раскрашивают синим цветом. Фото: НАСА

    21 августа 2016 года инженерам НАСА удалось восстановить связь с космическим аппаратом STEREO-B, одной из двух обсерваторий STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) по изучению солнечной активности.

    Последний раз обсерватория STEREO-B выходила на связь 1 октября 2014 года, после этого контакт был потерян. 22 месяца специалисты НАСА пытались спасти аппарат — и им всё-таки это удалось!

    Очередную попытку установить связь с потерянным аппаратом осуществили через Сеть дальней космической связи НАСА (Deep Space Network, DSN) — международную сеть радиотелескопов, которая используется для радиоастрономических исследований и для управления межпланетными космическими аппаратами. В этот раз попытка оказалась успешной.


    Солнечная обсерватория STEREO-B. Иллюстрация: НАСА

    21 августа 2016 года в 18:27 EDT сеть DSN установила фокусировку на луч нисходящей линии связи от STEREO-B. Несколько часов сигнал анализировали специалисты Mission Operations, чтобы установить координаты космического аппарата. После этого они дистанционно отключили передатчик высокого напряжения для экономии заряда батареи.

    Теперь, когда координаты STEREO-B известны, инженеры могут в любой момент дистанционно включить передатчик снова. Они планируют сделать это в ближайшее время, чтобы продолжить процесс восстановления работоспособности спутника, восстановить управление над его движением, оценить работоспособность и проверить функциональную готовность всех подсистем и научных инструментов.


    На иллюстрации показаны позиции обсерваторий и их орбиты относительно Земли, Венеры, Меркурия и Солнца. Иллюстрация: НАСА

    Солнечные обсерватории STEREO-A и STEREO-B должны снимать Солнце с необычных ракурсов. Например, с противоположной стороны от Земли. Таким образом, впервые учёные сумели сфотографировать Солнце со всех сторон одновременно. Один из аппаратов постепенно отстает от Земли (Behind — В), а другой, наоборот, обгоняет её (Ahead — A). За счёт этого можно одновременно наблюдать Солнце из двух разных точек и создавать трёхмерные изображения.

    Стереограмма Солнца, полученная с двух солнечных обсерваторий

    Стереограмма Солнца, полученная с двух солнечных обсерваторий. Стереопара: НАСА

    Именно специфическая орбита аппаратов STEREO стала причиной помех в связи. Из-за медленного дрифта относительно Земли в какой-то момент времени каждый из аппаратов уходил за Солнце, то есть на противоположную от Земли точку орбиты. В это время радиосвязь с ним прирывалась на три месяца из-за помех.

    Два космических аппарата STEREO запустили в октябре 2006 года, рассчитывая на их двухлетнюю работу. Как часто бывает с космическими аппаратами НАСА, они смогли работать гораздо дольше запланированного срока. Когда учёные поняли, что аппараты могут уйти в зону помех за Солнце, а потом выйти оттуда и продолжить работу дольше запланированного срока, они начали планировать эту операцию.

    Каждый из аппаратов был оснащён аппаратным таймером потери связи, запрограммированном на автоматическую перезагрузку систем, если в течение 72 часов не поступало команд с Земли. Такой таймер внедрили для автоматического исправления проблем, которые могли вызвать потерю связи. Это значит, что зайдя за Солнце, аппарат перезагружался каждые 72 часа, после этого корректировал свою орбиту по звёздам, направлял антенну на Землю — и продолжал попытки выйти на связь. Уйдя за Солнце, аппарату предстояло делать такие перезагрузки в течение трёх месяцев. Поэтому инженеры НАСА заранее испытывали работоспособность обоих аппаратов после перезагрузки, специально заглушая связь с ними на 72 часа.

    STEREO-A успешно прошёл проверку, а вот его близнец STEREO-B после заглушения связи и принудительной перезагрузки 1 октября 2014 года почему-то не вышел на связь через положенные 72 часа 20 минут. Он не смог правильно направить антенну на Землю. По слабому и отрывочному сигналу инженеры установили, что произошёл непредвиденный сбой в модуле Inertial Measurement Unit, который определяет скорость вращения. Этот модуль выдавал неправильную информацию в компьютерную систему наведения и управления аппаратом — и сообщал о вращении даже тогда, когда аппарат находился в статичном положении. Из-за этого антенна не могла нацелиться на Землю. Хуже того, из-за неправильной информации о вращении аппарат мог повернуть неправильной стороной солнечные батареи и частично лишиться энергии. И ещё хуже, управляющий компьютер мог принять решение задействовать двигатели, чтобы устранить вращение аппарата. Поскольку на самом деле вращения не было, то после такой коррекции оно могло действительно начаться.

    Специалисты попытались отправить управляющему компьютеру STEREO-B команду игнорировать показания со сбойного модуля IMU, но связь с аппаратом оказалась уже потеряна.

    STEREO-A продолжил работать нормально, выйдя из-за Солнца, но стереопары фотографий с двух обсерваторий получить уже не получалось.

    Инженерам ещё предстоит выяснить точную причину неисправности, но главное, что теперь связь со STEREO-B всё-таки восстановлена. Солнечным обсерваториям уже почти десять лет. Учёные рассчитывают, что они ещё пришлют ценную научную информацию о солнечной активности. Кроме фотографий самого Солнца, обсерватории STEREO делали снимки интересных событий в околосолнечном пространстве. Например, в апреле 2007 года они сделали великолепные фотографии кометы Энке, которая пролетала мимо Солнца. На фотографиях удалось обнаружить признаки турбулентности в хвосте кометы из сгустков ионизированного газа.

    Фотографии кометы Энке около Солнца в апреле 2007 года

    Фотографии кометы Энке около Солнца в апреле 2007 года. Фото: НАСА/STEREO

    Если связь со STEREO-B опять будет потеряна, то у инженеров есть запасной план. В 2019 году аппарат будет на достаточно близком расстоянии, чтобы установить прямой визуальный контакт, рассмотреть его в объектив космического телескопа «Хаббл» — и определить степень вращения. Примерно в 2023 году Земля должна догнать STEREO-B — и тогда уже можно будет связаться с ним на близком расстоянии или даже доставить на Землю для изучения, если это будет экономически целесообразно.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 23
      +1
      Как-то в начале века пытался парой мыльниц делать стереопары, очень не просто оказалось правильно расположить их.
      А тут отличное стерео на таких дистанциях и скоростях.
      Та же stereoопара солнца
      image

        0
        Какие американцы молодцы — что-то всё время запускают, изучают, исследуют…
        Каким убогим было бы без них человечество.
          +8
          Кто такие америкацны? Вы имеете ввиду NASA? А как же ESA, CNSA? А как же тысячи радиотелескопов на земле?
            +11
            Какие американцы молодцы — рассказывают что всё время что-то запускают, изучают, исследуют…
            Не умаляя заслуг ученых США хочется добавить, что не менее важный успех — правильно подать информацию.
              +8
              В России часто наоборот — молчание о том, о чём стоило бы рассказать, и бравурные доклады о том, о чём лучше бы помолчать, чтобы совсем не позориться. Правда, второе в основном направлено на внутреннего потребителя с соответствующими IQ\образованием.
                +1
                Есть что-то плохое в правильной подаче информации?
                  +5
                  Наоборот, это хорошо, и этому неплохо бы поучиться.
                    0
                    Но не надо ставить между рассказами и научной деятельностью знак равенства.
                      0
                      Вы же не хотите сказать, что на самом деле они ничего не делают, а только рассказывают?
                        0
                        Я хотел сказать то, что сказал.
                –8
                Жаль, не могу вас отправить в США, что-бы они стали ещё лучше.

                Странная подача восхищения, явно, с провокационной целью.
                Северная Корея тоже «всё время запускают, изучают, исследуют…»…

                NASA бесспорно молодцы. Но, может, хватит тащить за уши политику везде, куда только можете дотянуться?!
                  +3
                  Блин, а я всегда думал, что хвост кометы направлен вдоль траектории полёта. Просто не задумывался об этом…
                  Ведь правда, молодцы НАСА — картинки, видео, 3Д. А так и был бы уверен, что хвосты от комет развеваются не в ту сторону.
                    –15
                    Вам и самому предстоит ещё много развИватЬся.
                      +7
                      В том контексте в котором Alexklmn употребил слово — через е как раз таки правильно.
                        0
                        И таки без мягкого знака.

                        … Кстати, почему-то тоже думал что хвосты комет идут по траектории, хотя и знаю как они получаются — не связались знания. :) Просто никто (я тоже) меня об этом не спрашивал.
                          0
                          Да, конечно, мягкий знак я просто не увидел, хоть он и был выделен неудачливым граммар-наци.
                    +5
                    Если бы половину военного бюджета передать NASA, то мы бы не успевали читать о таких событиях, запусках, открытиях, разработках, это был бы фантастический прорыв в исследованиях.

                    NASA молодцы, используют каждую копейку финансирования с пользой, даже свои разработки открыли всему миру, союзникам, врагам, кто им помогает и мешает, всем. И пример из статьи, и проекты на Марсе и Вояджеры, бьются за свои аппараты, пока можно передать хоть какие-то биты информации и часто успешно (самый впечатляющий успех наверное все таки Вояджеры, когда восстанавливали их казалось бы в безвыходной ситуации).

                    Но даже по статье видно, что им не хватает финансирования. Аппаратам 10 лет, замены пока даже не планируется, хотя тема достаточно важная, это даже не дальний космос, это изучение источника нашей жизни. Было бы чуть больше денег, аппараты бы связывались через промежуточные «базовые станции», экономя свою энергию и не пропадая из эфира ни на секунду, ни в каком положении.

                    Кстати, похоже, давно назрела необходимость в удаленных космических центрах связи, так как Земля не всегда удобна для связи с удаленными объектами. Пригодились бы центры центры связи примерно между Землей и удаленными зондами, чем больше, тем лучше. И не было бы ни потери связи, ни проблем со скоростями передачи данных, в несколько килобит (от Новых Горизонтов например). Но это опять же нужно финансирование и содействие всех стран, чтобы стандарт устраивал всех.
                      0
                      примерно между Землей и удаленными зондами

                      Надо не «между», надо в L4/L5, чтоб Солнце не закрывало ретрансляторы.

                        –3
                        «Если бы половину военного бюджета передать NASA, то мы бы не успевали читать о таких событиях, запусках, открытиях, разработках, это был бы фантастический прорыв в исследованиях. „

                        При этом была бы ненулевая вероятность, что в штатах уже сидели бы монголы с саблями, верхом на недостроенных телескопах и требовали бы дань.
                          +1
                          Ну весьма спорно. Ядерное оружие создано пол века назад, «монголов» устойчивых к нему пока не наблюдается. Самые затратные статьи военных расходов, не самые эффективные, например традиционное создание серийных авианосцев, похоже как дань моде, просто символ могущества, а не практическое вложение средств.

                          Просто взгляните на эту картинку (кладбщие военных самолетов). Как говорится «сердце кровью обливается», тысячи тонн цветных металлов, сложнейшее оборудование, редкоземельные металлы, труд инженеров, всё впустую по сути.

                          Проекты типа Boeing YAL-1, 5 миллиардов туда, 5 сюда, не получилось закрыли. Это просто пример один из тысяч подобных проектов, без какого-либо полезного выхлопа (Боинг и ЛМ деньги осваивают?).

                          Лучше бы NASA деньги отдали. Вот эти впечатляют эффективностью, профессионалы своего дела, фанаты. Ни намека на желание просто освоить бюджет, такое впечатление что они живут работой. А бюджет им сокращают, и каждое сокращение замороженный или закрытый проект:
                          https://geektimes.ru/post/248000/

                          Еще и политику притянули во вред программам NASA
                          Если Пентагон прекратит использовать российские технологии – на чем настаивает сенатор Джон Маккейн, – ежегодных запусков «Атлас-5» станет меньше, а расходы на миссии NASA возрастут, потому что постоянные издержки перераспределятся между меньшим количеством запусков
                            0
                            Если дать много денег NASA то появится точно такая же куча мертвых проектов и проеденных средств. Безумно тратить деньги они умеют не хуже военных, тем более что там половина подрядчиков все те же самые лица.
                              0
                              Увеличение бюджета раз в 20 они бы осилили легко без потери эффективности, так как сейчас у них проекты на 30 лет вперед рассчитаны и много чего режется из-за дефицита бюджета, в том числе важного и интересного. Парадоксально, технологии развиваются, а на ближайшей планете, на Венере был аппарат 30 лет назад и всё и даже не планируется больше, нет средств.

                              Подрядчикам все равно, не о них речь. Подрядчики могут просто взять деньги и ничего не делать, если это прописано в ТЗ. Тут о том то и речь, что NASA требует от подрядчиков выкладки на 100% и ставит им актутальные задачи. Ошибки бывают, но это те ошибки, на которых учится вся планета, данные в открытом доступе, кто хочет повторить технологии уже знают, что нужно делать, а чего делать нельзя.

                              То же самое и со SpaceX, критиковать могут все, но так же и весь мир следит за проектом и изучает полученный опыт.
                      –1
                      Смотрю на фотографию солнца и такое ощущение, что у этого небесного тела, жуткое несварение и вот вот произойдет: «Бом, бом»

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое