Ученые убедились, что аппарат Juice сможет осуществить маневр сближения со спутником Юпитера Каллисто в 2031 году. Они провели репетицию этого события с копией системы управления зондом, оставшейся на Земле, и она смогла все сделать правильно.
Juice — аппарат для исследования спутников Юпитера
Через семь лет, в апреле 2031 года, миссия ESA Juice пролетит мимо спутника Юпитера Каллисто, предоставив ученым соблазнительный взгляд на таинственный, покрытый кратерами внеземной мир. Это может показаться далекой перспективой, но в мире космических исследований никогда не бывает слишком рано начинать готовиться.
Команды в операционном центре ESOC в Германии недавно провели с Juice генеральную репетицию пролета Каллисто, чтобы испытать автономное навигационное программное обеспечение миссии. Когда зонд прибудет в систему Юпитера, большая задержка прохождения сигнала между ним и Землей будет означать, что он не сможет позволить себе ждать ответа от центра управления полетами, если что-то пойдет не так.
Хотя мы хорошо представляем, где будет Каллисто в апреле 2031 года, его положение известно не настолько точно, чтобы гарантировать, что траектория Juice проведет его сквозь гравитационное поле спутника именно так, как надо, и позволит идеально выровнять его для высокоточных научных измерений. Даже крошечное расхождение может иметь ужасные последствия для науки, поскольку некоторые инструменты зонда должны быть наведены на определенные участки Каллисто с точностью до крошечной доли градуса.
«Нам нужно, чтобы Juice мог реагировать собственными «глазами» и собственным «мозгом», — говорит Игнасио Танко, директор по летным операциям Juice. — Когда Каллисто появится в поле зрения навигационной камеры, он должен быть способным идентифицировать важные объекты на поверхности спутника, вращаться, чтобы навести на них свои приборы, а затем удерживать их в поле зрения».
Инженерная модель Juice
Команды ESA сопровождают космические аппараты к новым и интересным местам назначения по всей Солнечной системе. Для подготовки к важным операциям, а также для диагностики и решения проблем, с которыми сталкиваются зонды в миллионах километров, они используют единственную в своем роде копию, остающуюся на Земле. Эта «инженерная модель» является точной копией оборудования, программного обеспечения, электрических систем и инструментов, отправленных в дальний космос.
Поэтому на самом деле аппарат, путешествующий в глубинах космоса, никто в заблуждение не вводил. Команда Juice использовала свою инженерную модель для тестирования автономного навигационного программного обеспечения, которое будет указывать ему путь в системе Юпитера. Ученые «обманом» заставили ее поверить, что она находится на Каллисто, спроецировав серию изображений спутника на точную копию навигационной камеры зонда, чтобы увидеть, как она отреагирует. Они получили изображения высокого разрешения, сгенерированные компьютерной моделью, отобразившей Каллисто в той же ориентации и фазе, в которой Juice увидит его, когда прилетит через семь лет.
Навигационное программное обеспечение должно было реагировать на эти изображения. Если оно замечало, что приближается к Каллисто под неправильным углом или смотрит немного не в том направлении, программе следовало попытаться исправить эти ошибки без помощи инженеров.
Сложный тест
Команды из ESA и компании Airbus — производителя Juice — выделили три дня на тестовый полет Каллисто. Операторы космических аппаратов, ученые, инженеры-механики, электрики и программисты — все они ожидали, что проведут дни, сталкиваясь с проблемами и решая их, прежде чем наконец достигнут чистого пролета, в котором Juice реагировал бы именно так, как они хотели.
Чтобы сделать этот тест еще более сложным, они не имели доступа к одному из самых важных инструментов в инструментарии управления космическим аппаратом. Обычно, прежде чем проводить сложное испытание на физической инженерной модели, его вначале запускают на полностью цифровом программном симуляторе, не имеющем физических частей.
Теперь команде Juice нужно подтвердить, что летная модель ведет себя точно так же, как инженерная, проведя аналогичный тест в космосе. Впрочем, возможности отследить крупный объект с помощью навигационной камеры Juice появятся только во время его пролетов вблизи планет. Предстоящий гравитационный маневр аппарата вблизи Земли и Луны в августе нынешнего года не является вариантом для такого теста.
Во время этого двойного пролета Juice пролетит мимо Луны, а затем мимо Земли менее чем за 24 часа, чтобы получить «гравитационный толчок» от обоих тел. Это очень деликатный маневр, который никогда раньше не пытались осуществить, и все члены команды миссии должны быть готовы отреагировать на любую аномалию в любой момент.
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
