Szoftverfrissítéssel mentik a NASA Swift űrteleszkópjának mentőszondáját

neil-gehrels-swift-observatory-mentomisszio

Veszélyes forgásba kezdett a Föld körül az a szonda, amelynek feladata egy haldokló űrteleszkóp megmentése lett volna. A NASA és a Katalyst Space mérnökei azonban frissítették a LINK nevű űreszköz szoftverét, így a Swift űrteleszkóp megmentése ismét karnyújtásnyira került.

A Neil Gehrels Swift űrteleszkóp 2004 óta szolgálja a csillagászatot, elsősorban a világegyetem legintenzívebb eseményeit, a gamma-kitöréseket vizsgálva. Az eredetileg mindössze két évre tervezett küldetés több mint két évtizeden át haladt előre, ám a közelmúltban felerősödött naptevékenység miatt az űrtávcső pályája elkezdett veszélyesen süllyedni. A Nap által felmelegített és kitágult felső légkör megnövekedett közegellenállást fejt ki a műholdra. Megfelelő beavatkozás nélkül a szerkezet eléri a 300 kilométeres kritikus magasságot, ahol a légköri fékeződés már megállíthatatlanul a Föld felé húzná, végül pedig a légkörben elégetné az 1,6 tonnás eszközt.

A fenyegető katasztrófa elkerülésére a NASA rekordidő alatt, alig kilenc hónap alatt kötött megállapodást az arizonai Katalyst Space Technologies vállalattal. A 30 millió dolláros projekt célja egy olyan célirányosan megépített szonda felküldése volt, amely képes utolérni a Swiftet, rákapcsolódni és magasabb pályára tolni azt. A LINK névre keresztelt mentőegység július 3-án startolt egy Pegasus XL rakéta fedélzetén, ám a beüzemelési fázis során váratlan technikai akadályok merültek fel.

Pörgő káoszból irányított manőverezés

Július végén a LINK szonda orientációjáért felelős három reakciókerékből kettő működésképtelenné vált. A helyzetmeghatározási rendszer kiesése következtében az űreszköz kontrollálatlan tengely körüli forgásba kezdett, másodpercenként 9 fokos sebességgel pörögve. Ez a pörgés megszakította a stabil kommunikációt a földi irányítással, és az egész mentőakció sikerét kérdésessé tette. Az irányítócsapatnak hirtelen nem a teleszkóp, hanem magának a mentőműholdnak a megmentésére kellett összpontosítania.

A mérnökök rendkívül körültekintő lépéssorozattal reagáltak a veszélyhelyzetre. Első lépésként a szonda elektromos hajtóművének mikrosekundumos indításaival sikerült lelassítaniuk a forgást másodpercenkénti 1,47 fokra. A bravúros manőver során kevesebb mint 100 gramm üzemanyagot használtak fel, megőrizve a megközelítéshez elengedhetetlen erőforrásokat. A stabilizációt követően a Katalyst csapata kifejlesztett és sikeresen feltöltött egy teljesen új repülésvezérlő szoftvert. Az új algoritmusok már a megmaradt működő hajtóművekhez igazítva tartják egyensúlyban a szondát, megnyitva az utat a pályakorrekciós manőverek előtt.

Automata robotkarok a Föld körüli pályán

A szoftveres hibajavítást követően a LINK megkezdheti a fokozatos közeledést a jelenleg nagyjából 347 kilométeres magasságban keringő Swift űrteleszkóphoz. A megközelítési folyamat több hetet vesz igénybe, mivel az irányítóknak rendkívül óvatosan kell összehangolniuk a két űreszköz pályáját és sebességét. Amint a LINK eléri a teleszkópot, részletes felvételeket készít a szerkezetről a kapcsolódási pontok felmérésére.

A küldetés technológiai szempontból is úttörő, hiszen a Swift űrteleszkópot felbocsátásakor nem látták el dokkolóegységekkel vagy űrbéli szervizelést segítő elemekkel. A konyhai hűtőszekrény méretű LINK szonda speciálisan kialakított robotkarjaival fogja megragadni a teleszkópot. A sikeres rögzítés után a szonda saját hajtóműveivel lassan, több hónapos munkával emeli majd át a Swiftet a kívánt, nagyjából 600 kilométeres magasságba, ahol a légköri fékeződés már nem jelent közvetlen veszélyt.

A tudományos munka újraindítása a mélyűrben

A NASA szakemberei már februárban felfüggesztették a Swift tudományos megfigyeléseit, és a műhold napelemeit olyan szögbe állították, amely a lehető legkisebb légellenállást generálja. Ezzel a döntéssel értékes heteket nyertek a mentőakció előkészítésére. A Swift kiesése komoly hiányt jelentett a nemzetközi csillagászközösség számára, mivel a szonda az elmúlt két évtizedben a leggyorsabb reakcióidejű riasztási rendszerként működött a rövid életű kozmikus események regisztrálásában.

Amennyiben a LINK sikeresen végrehajtja a pályaemelést és leválik a teleszkópról, a NASA megkezdheti a műszerek újraindítását és kalibrációját. Ez a folyamat nagyjából egy hónapot vesz igénybe, ami után a Swift ismét teljes kapacitással állhat a tudományos kutatások szolgálatába. A sikeres mentés egy pótolhatatlan űrteleszkóp élettartamát hosszabbítja meg, miközben gyakorlati bizonyítékot szolgáltat arra is, hogy a kereskedelmi alapon fejlesztett szervizszondák hatékonyan alkalmazhatók a Föld körüli pályán keringő űreszközök megmentésére.

Források