JUICE потерялся перед пролетом Венеры: инженеры спасали миссию вслепую

Все началось 16 июля, когда антенна сети дальней космической связи ЕКА в испанском Себреросе не смогла установить контакт с зондом JUICE в ожидаемое время. Первоначальные проверки быстро исключили неполадки на Земле. Последующие безуспешные попытки связаться с аппаратом с помощью станции в Нью-Норче (Западная Австралия) подтвердили, что проблема случилась на борту самого аппарата.

Пропажа сигнала и приостановка передачи телеметрии заставили инженеров предположить, что JUICE перешел в «безопасный режим». Обычно зонды переходят в такое состояние при множественных сбоях в системах. В таком состоянии большинство приборов и агрегатов отключается, а аппарат начинает медленно вращаться, чтобы его антенна хотя бы раз в час была повернута на Землю. Это помогает защитить оборудование зонда от повреждений и дает специалистам время для анализа проблемы и разработки команд по восстановлению систем. Однако в данном случае даже слабый сигнал бедствия обнаружить не удалось.

Специалисты сосредоточились на подсистеме связи, выдвинув две основные гипотезы: либо антенна зонда занимает неправильное положение, либо произошел отказ в самом передатчике или усилителе сигнала. Они определили два возможных варианта действий: ждать автоматической перезагрузки систем зонда через 14 дней или же решать проблему «вслепую», отправляя команды в расчетном направлении его нахождения. Ожидание было непозволительной роскошью, поскольку оно отодвинуло бы ключевую подготовку к предстоящему гравитационному маневру у Венеры для набора скорости.

Инженеры выбрали вторую тактику, хоть ее реализация и была непростой. Каждую команду нужно было посылать на далекое расстояние около 200 млн км от Земли в надежде, что ее поймает одна из антенн с низким коэффициентом усиления. Задача усложнялась еще и тем, что аппарат находился по другую сторону от Солнца. Каждый сигнал достигал цели лишь спустя 11 минут, и еще столько же требовалось, чтобы понять, был ли от него какой-либо эффект.

Спустя почти 20 часов напряженной работы, шести неудачных попыток перенаправить на Землю антенну со средним коэффициентом усиления и серии команд на ручной перезапуск систем связи специалисты все же достигли успеха. Одна из «слепых» команд сработала, включив усилитель сигнала. Контакт с JUICE был успешно восстановлен. Специалисты подтвердили, что зонд в порядке и все его системы работают штатно.

Причина сбоя скрывалась в программной ошибке, связанной с синхронизацией. Функция программного обеспечения, отвечающая за включение и выключение усилителя сигнала, опиралась на внутренний таймер. Он непрерывно отсчитывает время и обнуляется раз в 16 месяцев. Если в момент перезапуска таймера программная функция выключала усилитель, происходил сбой – усилитель оставался в выключенном состоянии, из-за чего сигнал зонда был слишком слаб для обнаружения на Земле. Специалисты уже разрабатывают несколько решений, чтобы исключить повторение подобной ситуации в будущем.

Теперь, когда опасность миновала, все внимание команды переключилось на подготовку к следующему важному этапу для JUICE — гравитационному маневру у Венеры, который запланирован на 31 августа. Этот пролет станет вторым из четырех запланированных. Он позволит аппарату скорректировать свою траекторию и набрать необходимую скорость. Созданный для работы в холоде и темноте системы Юпитера, зонд ненадолго ощутит на себе жар близкой к Солнцу Венеры. Для защиты чувствительной аппаратуры, в качестве теплового экрана будет использована большая остронаправленная антенна зонда. Из-за экстремально высоких температур научные инструменты дистанционного зондирования не будут активными, поэтому JUICE не сделает новых снимков Венеры.

После этого зонд вернется к Земле в 2026 году для следующего гравитационного маневра. Еще один виток вокруг Солнца и финальный пролет мимо Земли в 2029 году отправят зонд на последний отрезок пути, чтобы в июле 2031 года он, наконец, достиг своей главной цели — Юпитера и его спутников.

JUICE начал свой путь в апреле 2023 года, стартовав с космодрома Куру во Французской Гвиане с помощью ракеты-носителя Ariane 5. Подробнее о долгом путешествии аппарата, его характеристиках и научных задачах рассказывали в материале.