_ Juice aces Callisto flyby test

Peste șapte ani, în aprilie 2031, misiunea Juice a ESA va zbura pe lângă Luna lui Jupiter, Callisto, oferind oamenilor de știință o privire captivantă asupra misterioasei lumi extraterestre, cu cratere.

Asta ar putea părea. departe, dar în lumea operațiunilor cu nave spațiale, nu este niciodată prea devreme pentru a începe pregătirea.

Echipele de la centrul de operațiuni de misiune ESOC al ESA din Germania au „păcălit” recent modelul de inginerie al lui Juice, făcându-l să creadă că era deja la Callisto pentru a pune la încercare software-ul de navigație autonom al misiunii.

Când Juice va ajunge la Callisto, întârzierea mare de comunicare dintre Pământ și sistemul Jupiter va însemna că nu își poate permite să aștepte un răspuns de la controlul misiunii dacă ceva nu merge bine.

Deși avem o idee bună despre unde se va afla Callisto în aprilie 2031, nu îi cunoaștem poziția suficient de precis pentru a garanta că traiectoria lui Juice îl va duce prin câmpul gravitațional al lui Callisto exact. modalitatea corectă de a-l alinia perfect pentru măsurători științifice de înaltă precizie.

În timpul necesar pentru a trimite și a primi mesaje între Jupiter și Pământ, direcția în care Juice o îndreaptă instrumentele sale de teledetecție ar putea deriva atât de Desigur, știința ar putea fi ratată și obiectivele cheie ale misiunii ar putea fi afectate.

Chiar și o mică discrepanță ar putea fi îngrozitoare pentru știință, deoarece unele dintre instrumentele lui Juice trebuie să fie îndreptate către anumite regiuni din Callisto într-o mică parte din un grad pentru a face măsurătorile lor.

„Avem nevoie de Juice pentru a putea reacționa cu proprii „ochi” și cu propriul „creier””, spune Ignacio Tanco, directorul operațiunilor de zbor Juice. „Când Callisto apare în câmpul vizual al camerei sale de navigație, trebuie să fie capabil să identifice caracteristicile importante de pe suprafața Lunii, să se rotească pentru a-și îndrepta instrumentele spre ele și apoi să continue să se rotească pentru a le păstra la vedere în timp ce zboară pe lângă ele. ."

Echipele de la ESA zboară nave spațiale către destinații noi și interesante din sistemul solar. Pentru a se antrena pentru activități importante și pentru a ajuta la diagnosticarea și rezolvarea problemelor experimentate de navele spațiale aflate la milioane de kilometri distanță, aceștia folosesc o replică unică, care rămâne pe Pământ. Acest „model de inginerie” este o copie exactă a hardware-ului, software-ului, sistemelor electrice și instrumentelor care sunt trimise în spațiul profund.

Echipa Juice și-a folosit modelul de inginerie pentru a testa software-ul de navigație autonom care va păstra Juice pe drumul cel bun la sistemul Jupiter.

L-au „înșelat” să creadă că se află la Callisto, proiectând o serie de imagini ale lunii pe replica sa fidelă a camerei de navigație a navei spațiale pentru a vedea cum va răspunde aceasta. .

Aceste imagini de înaltă rezoluție, generate de un model computerizat, l-au înfățișat pe Callisto în orientarea și faza exactă în care Juice o va vedea când va sosi peste șapte ani.

„Este nu a fost la fel de simplu ca pregătirea imaginilor în avans și redarea unui videoclip în fața camerei de navigație”, spune Giulio Pinzan, inginer de operațiuni spațiale ESA, care a supravegheat activitatea.

„Software-ul de navigație a trebuit să reacționeze la aceste imagini. Dacă observa că se apropie de Callisto într-un unghi greșit sau se confruntă ușor în direcția greșită, trebuia să încerce să corecteze aceste erori fără ajutorul nostru."

"Asta însemna că vederea lui Callisto avea pentru a reacționa la acțiunile navei spațiale în timp real. Am atașat efectiv un set cu cască de realitate virtuală captivantă la camera lui Juice și l-am lăsat să se miște independent în acest spațiu virtual.”

Echipele de la ESA și producătorul Juice, Airbus, au alocat trei zile pentru testul de zbor Callisto. Operatorii de nave spațiale, oamenii de știință și inginerii mecanici, electrici și software se așteptau să petreacă zile întregi întâmpinând și rezolvând probleme înainte de a realiza în sfârșit un zbor curat în care Juice a reacționat exact așa cum și-au dorit.

Pentru a face acest test și mai dificil, aceștia nu au avut acces la unul dintre cele mai importante instrumente din setul de instrumente pentru operațiunile navelor spațiale. De obicei, înainte ca un test complex ca acesta să fie executat pe modelul de inginerie fizică al navei spațiale, acesta este mai întâi rulat pe un simulator software complet digital al navei spațiale care nu are părți fizice.

Aici sunt întâlnite cele mai multe probleme. și rezolvat, iar testele sunt executate numai pe modelul de inginerie fizică atunci când operatorii au deja o idee bună la ce să se aștepte.

„Dar acest scenariu este atât de complex încât este în prezent imposibil de simulat cu software-ul Juice. simulator”, spune Giulio Pinzan. „Am zburat în acest test complet orb.”

Cu toate acestea, în ciuda așteptărilor lor, echipa a reușit chiar de la prima încercare din prima zi. Software-ul de navigare Juice s-a fixat în regiunile corecte ale Callisto, și-a păstrat instrumentele îndreptate direct spre ele și a menținut în siguranță traiectoria corectă în timp ce naviga prin zborul solicitant.

„Trebuie să lăudăm cu adevărat dinamica noastră de zbor. echipa, în special”, spune Giulio. „Calculele lor matematice au fost perfecte și ne-au permis să traversăm un zbor curat chiar de la prima încercare, în ciuda lipsei de experiență pe care o câștigau de obicei din experimentarea cu simulatorul software. A fost uimitor, într-adevăr. Ne-au surprins chiar și pe noi.”

„Echipa Airbus a făcut, de asemenea, o treabă remarcabilă instalând modelul de inginerie la timp pentru test, oferindu-ne, în același timp, toate detaliile de care aveam nevoie pentru a opera corect sistemul de navigație autonom.”

Flyby-ul Callisto este unul dintre cele mai solicitante scenarii cu care se va confrunta Juice și este unul dintre cele mai dificil de configurat și realizat cu modelul de inginerie.

Modelul a fost transportat de la Airbus în Franța către ESOC în Germania în februarie. Odată cu finalizarea cu succes a acestui test final, acesta este acum complet configurat, echipele ESA sunt pe deplin instruite cu privire la modul de utilizare și a fost predat oficial.

Echipa Juice trebuie acum să confirme că modelul de zbor se comportă exact la fel ca modelul de inginerie prin efectuarea unui test similar în spațiu. Cu toate acestea, singurele oportunități de a urmări un obiect mare cu camera de navigație a lui Juice vor apărea în timpul zborului său planetar.

Viitorul asistare gravitațională Lunar-Pământ din august anul acesta nu este o opțiune pentru acest test. În timpul acestui dublu zbor, Juice va trece pe lângă Lună și apoi Pământ mai puțin de 24 de ore mai târziu pentru a fura energia ambelor corpuri în succesiune rapidă. Este o manevră foarte delicată care nu a mai fost încercată până acum și toate mâinile vor trebui să fie pregătite să reacționeze la orice anomalie dintr-o dată.

(Fluierul)