Безопасный режим в космическом корабле
Безопасный режим — это режим работы современного беспилотного космического корабля, во время которого все второстепенные системы отключены и только основные функции, такие как управление температурным режимом , радиоприем и управление ориентацией . активны [1]
Безопасный режим включается автоматически при обнаружении заранее заданного рабочего состояния или события, которое может указывать на потерю управления или повреждение космического корабля. Обычно триггерным событием является сбой системы или обнаружение условий эксплуатации, которые считаются опасно выходящими за пределы нормального диапазона. Космические лучи, проникающие в электрические системы космического корабля, могут создавать ложные сигналы или команды и, таким образом, вызывать триггерное событие. Электроника центрального процессора особенно подвержена таким событиям. [2] Еще одним триггером является отсутствие полученной команды в течение заданного временного окна. Отсутствие полученных команд может быть вызвано аппаратными сбоями или неправильным программированием космического корабля, как в случае с посадочным модулем «Викинг-1» .
Процесс входа в безопасный режим, иногда называемый безопасным . [3] включает в себя ряд немедленных физических действий, предпринимаемых для предотвращения повреждения или полной утраты. Питание отключено от несущественных подсистем. Восстановление ориентации, если она потеряна, является наивысшим приоритетом, поскольку необходимо поддерживать тепловой баланс и правильное освещение солнечных панелей. [1] Кувыркающийся или вертящийся космический корабль может быстро сгореть, замерзнуть или разрядить аккумулятор и потеряться навсегда. [4]
В безопасном режиме
[ редактировать ]В безопасном режиме сохранение космического корабля является наивысшим приоритетом. Обычно все второстепенные системы, такие как научные инструменты, отключаются. Космический корабль пытается сохранить ориентацию относительно Солнца для освещения солнечных панелей и управления температурой. Затем космический корабль ожидает радиокоманд из своего центра управления полетами, отслеживая сигналы на своей всенаправленной антенне с низким коэффициентом усиления . Что именно происходит в безопасном режиме, зависит от конструкции космического корабля и его миссии. [2]
Выход из безопасного режима включает в себя восстановление связи между космическим кораблем и центром управления полетом, загрузку любых диагностических данных и повторное включение питания в различные подсистемы для возобновления миссии. Время восстановления может составлять от нескольких часов до дней или недель в зависимости от сложности восстановления связи, условий на космическом корабле, расстояния до космического корабля и характера миссии. [5]
Переопределение обычного поведения безопасного режима
[ редактировать ]Обычный безопасный режим иногда может быть отменен. Способность космического корабля войти в безопасный режим может быть подавлена во время важнейших операций космического корабля (таких как выведения маневр Кассини космического корабля на орбиту Сатурна ), во время которого – в случае критического сбоя – большинство, если не все, целей миссии все равно потеряется. [3] Иногда центр управления полетом намеренно переводит космический корабль в безопасный режим, как, например, марсоход Spirit находился на 451-м соле . [6]
Современные происшествия
[ редактировать ]- 2005
- Spirit произошло У марсохода несколько инцидентов в безопасном режиме. [6]
- 2007
- Кассини-Гюйгенс Загрузка данных пролета Япета была прервана из-за аварийного события 10 сентября 2007 года. [3]
- «Новые горизонты» перешли в безопасный режим 19 марта 2007 г. из-за неисправимой ошибки памяти в основном компьютере управления и обработки данных (C&DH). [5]
- «Одиссея» разорвала связь между марсоходами и Землей во время нескольких внезапных аварийных ситуаций. [7] [8]
- 2009
- Марсианский разведывательный орбитальный аппарат (MRO) перешел в безопасный режим 26 августа 2009 года, что стало вторым инцидентом за месяц, четвертым в 2009 году и восьмым с момента запуска в 2005 году. [9] [10] Космический корабль находился в безопасном режиме до 8 декабря 2009 года. [11]
- «Кеплер» вошел в безопасный режим 15 июня и снова 3 июля 2009 года. Оба случая были вызваны перезагрузкой бортового процессора. [12]
- Dawn перешла в безопасный режим из-за ошибки программирования во время облета Марса 17 февраля 2009 года . [13]
- MESSENGER перешел в безопасный режим во время третьего облета Меркурия 29 сентября 2009 года. [14]
- 2014
- Посадочный Philae модуль перешел в безопасный режим 15 ноября 2014 года после того, как его батареи разрядились из-за уменьшения солнечного света и нештатной ориентации космического корабля на незапланированном месте приземления. [15]
- 2015
- «Новые горизонты» перешли в безопасный режим 4 июля 2015 года, за десять дней до максимального приближения к Плутону , из-за проблемы с синхронизацией в последовательности команд. Некоторые научные данные были потеряны, но это оказало лишь минимальное влияние на цели миссии. [16]
- 2016
- «Юнона» перешла в безопасный режим 18 октября 2016 года, незадолго до запланированного маневрирования с использованием главного двигателя для снижения орбиты. [17] Бортовой компьютер космического корабля был перезагружен, и последующая проверка его научно-исследовательских систем не выявила серьезных неисправностей. Точная причина пока выясняется. [18]
- 2018
- Марсоход Opportunity году перешел в безопасный режим 13 июня 2018 года во время пыльной бури на Марсе в 2018 . Непрозрачность атмосферы была такова, что почти весь солнечный свет блокировался, а солнечные панели марсохода не могли перезарядить батареи даже для минимального обслуживания и связи. [19] [20] Была надежда, что он перезагрузится, как только атмосфера прояснится в октябре, но этого не произошло, что указывает либо на катастрофический сбой, либо на то, что слой пыли покрыл его солнечные панели. [21] 13 февраля 2019 года представители НАСА заявили, что миссия «Оппортьюнити» завершена после того, как космический корабль не ответил на более чем 1000 сигналов, отправленных с августа 2018 года. [22]
- перешел Космический телескоп «Хаббл» в безопасный режим 5 октября 2018 года после того, как один из трех его активных гироскопов вышел из строя. Неисправный гироскоп демонстрировал истекший срок службы в течение примерно года, и его отказ не был неожиданным. Во время миссии обслуживания 4 в 2009 году Хаббл установил шесть новых гироскопов ( STS-125 ). Космический корабль обычно использует три гироскопа одновременно, но может продолжать проводить научные наблюдения, используя только один. [23] [24]
- 2021
- НАСА объявило, что космический телескоп «Хаббл» перешел в безопасный режим из-за проблем с синхронизацией внутренней связи космического корабля. Научные наблюдения были временно приостановлены.
Инциденты, повлекшие за собой потерю или близкую к потере космического корабля
[ редактировать ]- SOHO перешла в безопасный режим и была почти потеряна 25 июня 1998 года. Нормальная работа в конечном итоге была восстановлена после четырехмесячного перерыва. [4] [25]
- NEAR перешел в безопасный режим, вышел из-под контроля и чуть не погиб во время первой попытки Эроса вывода на орбиту 20 декабря 1998 года. [26]
- Mars Global Surveyor перешел в безопасный режим и был потерян, когда его батареи перегрелись и вышли из строя из-за неправильной ориентации Солнца 2 ноября 2006 года. [27]
- ISEE-3 был потерян 16 сентября 2014 года во время гражданской перезагрузки. [28] Считается, что 36-летний космический корабль перешел в безопасный режим из-за падения мощности его солнечных батарей. [29] Краудфандинговый проект не смог восстановить контакт.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Бокулич, РС; Дженсен-младший (ноябрь – декабрь 2000 г.). «Вывод космического корабля из солнечного режима с использованием веерной антенны» . Космические корабли и ракеты . 37 (6): 822. Бибкод : 2000JSpRo..37..822B . дои : 10.2514/2.3640 .
- ^ Перейти обратно: а б Байер, Тодд Дж. (18–20 сентября 2007 г.). «Планирование непланируемого: резервирование, защита от неисправностей, планирование на случай непредвиденных обстоятельств и реагирование на аномалии для миссии марсианского разведывательного орбитального аппарата» . Конференция и выставка AIAA SPACE 2007 . Проверено 28 января 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Спасение космического корабля Кассини. Архивировано 9 июля 2009 г. в Wayback Machine.
- ^ Перейти обратно: а б «Предварительный статус и справочный отчет о прерывании миссии SOHO» . 15 июля 1998 года . Проверено 17 августа 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Перспектива PI: отчет о поездке» . НАСА/Университет Джонса Хопкинса/APL/Миссия «Новые горизонты». 26 марта 2007 г. Проверено 19 октября 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Обновления духа 2005» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 23 августа 2007 г. Проверено 18 августа 2009 г.
- ^ «Обновления духа 2006» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 23 августа 2007 г. Проверено 18 августа 2009 г.
- ^ «Обновления духа 2007» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 13 апреля 2009 г. Проверено 18 августа 2009 г.
- ^ Тарик Малик (8 августа 2009 г.). «Мощный орбитальный аппарат Марса переключается на резервный компьютер» . SPACE.com . Проверено 18 августа 2009 г.
- ^ «Орбитер в безопасном режиме увеличивает скорость связи» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 28 августа 2009 г. Архивировано из оригинала г. 11 июня 2011 Проверено 31 августа 2009 г.
- ^ «Космический корабль вышел из безопасного режима» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 8 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала 11 июня 2011 г. Проверено 23 декабря 2009 г.
- ^ «Обновление менеджера миссии от 7 июля 2009 г.» . НАСА. 07.07.2009. Архивировано из оригинала 11 июня 2009 г. Проверено 8 июля 2009 г.
- ^ «Рассвет получает гравитационную помощь с Марса» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. 28 февраля 2009 г. Архивировано из оригинала 16 октября 2004 г. Проверено 4 августа 2009 г.
- ^ «MESSENGER получил критическую гравитационную помощь для наблюдений на орбите Меркурия» . MESSENGER Новости миссии. 30 сентября 2009 года. Архивировано из оригинала 10 мая 2013 года . Проверено 30 сентября 2009 г.
- ^ Брумфилд, Бен; Картер, Челси Дж. (18 ноября 2014 г.). «На комете, находящейся через 10 лет, Филе теряет сознание, возможно, навсегда» . CNN . Проверено 28 декабря 2014 г.
- ^ Гипсон, Лилиан (6 июля 2015 г.). «NASA New Horizons планирует 7 июля вернуться к нормальной научной деятельности» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) . Проверено 6 июля 2015 г.
- ^ Фельтман, Рэйчел (20 октября 2016 г.). «Космический корабль «Юнона» переходит в безопасный режим, приостанавливая науку» . Вашингтон Пост . Проверено 20 октября 2016 г.
- ^ «Космический корабль Юнона в безопасном режиме для последнего пролета Юпитера; ученые заинтригованы данными первого пролета» . Лаборатория реактивного движения НАСА . 19 октября 2016 г. Проверено 20 октября 2016 г.
- ^ Возможность спрятаться во время пыльной бури . НАСА. 12 июня 2918 г.
- ^ Сотрудники НАСА (13 июня 2018 г.). «Новости о пыльной буре на Марсе — телеконференция — аудио (065:22)» . НАСА . Архивировано из оригинала 21 декабря 2021 г. Проверено 13 июня 2018 г.
- ^ «Миссия марсохода по исследованию Марса: все новости о возможностях» . mars.nasa.gov . Проверено 10 февраля 2018 г.
- ^ «Миссия НАСА Opportunity Rover на Марсе подходит к концу» . НАСА . 13 февраля 2019 г. . Проверено 13 февраля 2019 г.
- ^ Чжоу, Фелиция (08 октября 2018 г.). Гарнер, Роб (ред.). «8 октября 2018 г. — Хаббл в безопасном режиме, поскольку диагностируются проблемы с гироскопом» . НАСА . Проверено 23 октября 2018 г.
- ^ «Хаббл в Твиттере» . Твиттер . Проверено 23 октября 2018 г.
- ^ Нэнси Дж. Левесон (2004). «Роль программного обеспечения в авариях космических кораблей» (PDF) . Космические корабли и ракеты . 41 (4): 564–575. Бибкод : 2004JSpRo..41..564L . CiteSeerX 10.1.1.202.8334 . дои : 10.2514/1.11950 .
- ^ «Ожоговая аномалия NEAR Rendezvous в декабре 1998 г.» (PDF) . Заключительный отчет Совета по рассмотрению аномалий NEAR. Ноябрь 1999 г. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июня 2011 г. Проверено 18 августа 2009 г.
- ^ «Отчет раскрывает вероятные причины гибели марсианского космического корабля» (пресс-релиз). НАСА . 13 апреля 2007 года . Проверено 10 июля 2009 г.
- ^ Герайнт Джонс (3 октября 2014 г.). «Космос, финансовый рубеж – как гражданские ученые взяли под контроль зонд» . Разговор . Проверено 16 января 2016 г. .
- ^ Кейт Коуинг (25 сентября 2014 г.). «ISEE-3 находится в безопасном режиме» . Космический колледж . Проверено 15 января 2016 г.