Avrupa Uzay Ajansı’nın Jüpiter Icy Moons Explorer (Juice), Dünya ile geçici olarak temas eden bir uzay aracı iletişim anomalisinin başarılı bir şekilde çözülmesinin ardından 31 Ağustos’ta Venüs’teki yerçekimi yardımcı flyby’sini takip ediyor.
16 Temmuz’da rutin bir yer istasyonu geçişi sırasında ortaya çıkan sorun, Juice’in sağlığı ve statüsü (telemetri) hakkında bilgi aktarma yeteneğini geçici olarak bozdu.
Darmstadt, Almanya’daki ESA Avrupa Uzay Operasyon Merkezi (ESOC) takımlarının Swift ve koordineli eylemi sayesinde, yaklaşan gezegensel karşılaşmaya hazırlanmak için iletişim zamanında geri yüklendi.
Meyve suyu sessiz düşer
Anomali, ESA’nın İspanya’nın Cebreros kentindeki derin uzay anteni, 16 Temmuz’da 04:50 Cest’in beklenen saatinde meyve suyu ile temas kurmadığında başladı. İlk kontroller yer istasyonu sorunlarını dışladı ve ESOC’daki meyve suyu kontrol ekibine yükseltmeyi istedi. ESA’nın yeni Norcia istasyonu aracılığıyla uzay aracına ulaşma girişimleri de başarısız oldu ve sorunun gemide olduğunu doğruladı.
Hiçbir sinyal ve telemetri olmadan, mühendisler meyve suyunun hayatta kalma moduna girmiş olabileceğinden korkuyordu-bu, birden fazla yerleşik sistem arızası tarafından tetiklenen son yeniden yapılandırma. Böyle bir durumda, uzay aracı yavaşça döner ve antenini saatte bir kez Dünya’ya süpürür. Bununla birlikte, böyle aralıklı sinyal tespit edilmemiştir.
Juice uzay aracı operasyon müdürü Angela Dietz, “Bir uzay aracıyla temas etmek, karşılaşabileceğimiz en ciddi senaryolardan biri” dedi. “Hiçbir telemetri olmadan, bir sorunun temel nedenini teşhis etmek ve çözmek çok daha zordur.”
Dikkat iletişim alt sistemine döndü. Mühendisler, meyve suyunun orta kazancı anteninin yanlış hizalanmasından veya sinyal vericisinde veya amplifikatörde bir arıza şüphelendiler.
İki kurtarma stratejisi göz önünde bulunduruldu: bir sonraki otomatik uzay aracı sıfırlanmasını 14 gün içinde beklemek veya ‘kör’ komutlarının suyunun olması gereken yönde uzaya gönderilmesi ve yedek düşük kazançlı antenlerden biri tarafından alınmasını ummak.
“Beklemek bir seçenek değildi,” diye açıkladı Angela. Diyerek şöyle devam etti: “Hızlı davranmak zorunda kaldık. Sıfırlama için iki hafta beklemek, Venüs Flyby için önemli hazırlıkları geciktirmek anlamına gelirdi.”
20 saatlik sorun giderme
Kör komuta bir meydan okumaydı: Juice Dünya’dan yaklaşık 200 milyon km uzaklıktadır ve güneşin diğer tarafında bulunur. Her kurtarma girişiminin uzay aracına ulaşmak için 11 dakika sürdü ve ekip başarılı olup olmadıklarını belirlemek için 11 dakika daha beklemek zorunda kaldı.
Orta kazancı anteni Dünya’ya doğru yönlendirmeye yönelik altı girişim başarısız oldu. Kurtarma çabaları bir gecede devam etti, neredeyse 20 saat sürdü ve Juice’in yerleşik iletişim sistemlerini manuel olarak güçlendirmeye odaklandı.
Sonunda, bir komut suyuna ulaşmayı ve bir yanıtı tetiklemeyi başardı. Komut, suyunun Dünya’ya gönderdiği sinyalin gücünü artıran sinyal amplifikatörünü etkinleştirdi. Temas yeniden kuruldu ve meyve suyunun mükemmel durumda olduğu bulundu. Hiçbir sistem başarısız olmamıştı ve tüm telemetri nominaldi.
Kök neden bir yazılım zamanlama hatasına kadar izlendi. Sinyal amplifikatörünü açan ve kapatan yazılım işlevi, dahili bir zamanlayıcıya dayanır. Bu zamanlayıcı sürekli olarak sayılır ve 16 ayda bir sıfırdan yeniden başlatılır. İşlev zamanlayıcıyı yeniden başlattığı anda kullanıyorsa, amplifikatör kapalı kalır ve Juice’in sinyali Dünya’dan algılanamayacak kadar zayıftır.
Angela, “Bu ince bir böcekti, ama araştırmaya ve çözmeye hazır olduğumuz bir hata,” dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bunun bir daha gerçekleşmediğinden emin olmanın bir dizi olası yolunu belirledik ve şimdi hangi çözümün uygulanması için en iyi olacağına karar veriyoruz.”
Venüs Flyby için hepsi net
Yüksek risklere ve teknik karmaşıklığa rağmen, ESA’nın misyon operasyon ekibinin iyileşmesi minimum bozulma ile elde edildi.
Angela, “Bu, baskı altındaki ekip çalışmasının bir ders kitabı örneğiydi.” Dedi. “Ekibin sakin ve metodik yaklaşımı sayesinde, görev üzerinde kalıcı bir etki olmadan meyve suyu kurtarabildik.”
Arkalarındaki anomali ile meyve suyu ekibi, Venüs Flyby için hazırlıklara odaklandı. Juice, 31 Ağustos Pazar günü saat 7: 28’de Venüs’e en yakın noktasını geçecek, çünkü planlanan dört yerçekimi asistinden ikincisini tamamlıyor.
Jüpiter’in soğuk, karanlık ortamı için tasarlanan meyve suyu, Venüs yakınlarındaki yoğun güneş ısısına uyum sağlamalıdır. Hassas bileşenlerini korumak için uzay aracı, ana, yüksek kazançlı antenini termal kalkan olarak kullanıyor. Termal kısıtlamalar nedeniyle, uzaktan algılama aletleri sinek sırasında aktif olamaz ve bu nedenle Venüs’ün hiçbir görüntüsü yakalanmayacaktır.
Juice’in Jüpiter’e Yolculuğu
Doğrudan Jüpiter’e gitmek için, meyve suyunun Dünya’dan 11 km/s hızla terk etmesi gerekirdi. Bununla birlikte, meyve suyu, neredeyse 6000 kg’da piyasaya sürülen en ağır gezegenler arası uzay araçlarından biridir. Böyle büyük bir yükle, Ariane 5 fırlatıcısı 2,5 km/s’lik bir kaçış hızı sağladı.
Uzay aracı, gerekli hızın geri kalanını almak için yerçekimi yardımcı manevralarını kullanıyor. Juice, bu hafta Venüs’ün ağırlığını, yörüngesini güneşin etrafında bükmek ve yakıt kullanmadan Dünya’ya göre hız kazanmak için kullanacak.
Venüs sinekleri Juice’a önemli bir destek verecek. Bir sonraki Eylül 2026’da Earth ile karşılaştığında, uzay aracı 11 km/s’lik gerekli Jüpiter transfer hızına ulaşmış olacak. Ancak, Jüpiter henüz meyve suyu göndermek için doğru yerde olmayacak.
Juice, yörüngesine daha da ince ayar yapmak için 2026’da Dünya uçuşunu kullanacaktır. Güneşin etrafında bir yörüngeden sonra, uzay aracı Ocak 2029’da son bir sinek için Dünya’ya dönecek. Bu uçuş, Temmuz 2031’de Jüpiter’i kesen bir transfer yörüngesine meyve suyu göndermek için kullanılacak.
