太阳轨道飞行器为最坏情况做好准备

“这是我们最坏的情况，”飞行控制员丹尼尔·莱基说。“如果太阳轨道飞行器在船上遇到一些重大问题，那么我们就无法重新建立通信。”

太阳轨道飞行器接近太阳(“近日点”)是科学活动的高峰时期。

它需要ESA的ESOC任务控制中心的飞行控制团队和飞行动力学专家来执行高度复杂的操作。

如果在这些活动期间出现问题，航天器可以自动重置为“安全模式”。

在安全模式下，航天器的软件会重新启动，并且仅重新激活其最基本的功能。然后，地球上的团队找出触发安全模式的原因，解决问题，并重新启动科学仪器等更先进的系统。

近日点期间的安全模式尤其糟糕，因为它会严重影响这个繁忙时期的科学运作。

太阳轨道飞行器在近日点期间的可用电力也较少，因为高温要求它将太阳能电池阵列倾斜远离太阳以避免损坏。

航天器必须在科学消失之前尽快恢复，或者更糟糕的是，它会耗尽动力。

星星指引道路

“太阳是如此明亮，即使是一个基本的太阳传感器也足以确保太阳轨道飞行器始终知道太阳在哪里，并且可以始终将其隔热罩指向太阳。该传感器在安全模式下激活，并确保航天器的内部系统免受来自我们恒星的辐射的影响，”莱基说。

“所以，我们知道太阳轨道飞行器将始终将其‘正面’指向太阳。但为了弄清楚它在哪条‘向上’方向，我们依靠星象追踪器。”

处于安全模式的航天器的首要任务是将其通信天线指向地球并尽快重新建立联系。

星跟踪器在安全模式下自动开启，航天器使用它们来识别某些恒星图案。然后它可以确定其方向，以及天线应指向哪个方向以与地球通信。

“但是，如果星跟踪器无法锁定正确的恒星，或者恢复序列在启动之前被中断，太阳轨道器就无法知道地球在哪里。”

旋转进入控制状态

使情况变得更具挑战性的是，在安全模式下，太阳轨道飞行器只能使用其备用通信天线。

备用天线可以在一个轴上“上下”移动，但不能在另一轴上“左右”移动。这可以防止许多潜在的复杂情况，但也意味着整个航天器必须旋转才能将天线指向特定方向。

解决方案是“选通”——如果太阳轨道飞行器发现自己处于安全模式并且无法定位地球，它将开始绕一个轴滚动，同时保持其隔热罩安全地指向太阳。

“在频闪模式下，太阳轨道飞行器会发出带有特殊‘音调’的信号——黑暗太空中的灯塔，”莱​​基说。

“最终，这个信号将席卷地球。一旦我们在地面站检测到它，我们就可以评估情况，找出导致安全模式的原因，并进行问题解决和恢复操作。”

无论如何，这就是理论。在太阳轨道飞行器在太空的四年里，它从未依赖过频闪回收，也从未在飞行中进行过测试。

到目前为止。

ESOC的团队利用最近一段时间与太阳轨道飞行器的低通信延迟来测试他们是否准备好处理真正的选通恢复。

“我们开始旋转太阳轨道飞行器，看看是否可以从备用天线检测到信标，”莱基说。“我们预先加载了命令，以便在我们未能检测到它的情况下恢复正常运行，因此航天器不会遇到任何风险。”

恢复测试取得了成功。研究小组确认，他们可以探测太阳轨道飞行器的紧急信标，并在星跟踪器出现故障的安全模式下识别航天器的状态。

这些是重新获得航天器控制权的第一个重要步骤，并表明该团队已做好应对这一关键但不太可能发生的情况的准备。

“我们还成功地测试了在特别棘手的情况下与卫星通信的能力，例如当卫星自身的隔热罩部分遮挡了天线对地球的视野时。”

这只是我们的团队每天设想和计划的数百个潜在问题之一。欧空局的任务是独一无二的航天器：它们可能面临其他航天器从未遇到过的问题。

可供学习的类似例子很少，可遵循的既定程序也很少。有必要在太空中测试我们的航天器回收操作，并让地球上的团队在有好机会时进行实践。

“我们永远不会停止思考我们的任务可能面临的新挑战，”莱基说。“或者关于我们如何克服它们。”

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