XMM-Newton is een van Europa's langst vliegende en meest productieve observatoria in een baan om de aarde. onderzoek naar het hete röntgenuniversum. Dankzij teamwork en technische innovatie, het ligt op schema om nog lang te blijven vliegen.

17 jaar geleden gelanceerd, De in een baan om de aarde draaiende röntgentelescoop van ESA heeft wetenschappers over de hele wereld geholpen enkele van de meest mysterieuze gebeurtenissen in ons heelal te begrijpen, van wat er in en rond zwarte gaten gebeurt tot de vorming van sterrenstelsels.

Bij 3800kg, de 10 m lange XMM-Newton is de grootste wetenschappelijke satelliet die ooit in Europa is gebouwd en de telescoopspiegels zijn de meest gevoelige die ooit zijn ontwikkeld.

Naar verwachting gedurende een decennium actief, het sterke ruimtevaartuig heeft iedereen blij verrast door bijna twee decennia mee te gaan - en het vertoont geen tekenen van opgeven.

Het succes van XMM-Newton is niet alleen mogelijk geweest door het robuuste ruimtevaartuig, maar ook de nauwe samenwerking tussen ESA's astronomiecentrum bij Madrid, Spanje, en de missiecontrollers in het operatiecentrum van ESA in Darmstadt, Duitsland.

"Het totaal aantal van 4775 wetenschappelijke publicaties tot nu toe, met 358 van dit jaar alleen, is een indrukwekkend verslag van het wetenschappelijke succes van de missie, velen bedekken, vele gebieden van astrofysica, " merkt projectwetenschapper Norbert Schartel op.

Maar om het in zijn derde decennium fit en gezond te houden, moet het team nieuwe controletechnieken blijven ontwikkelen en testen. Een complexe verandering aan het baancontrolesysteem heeft het brandstofverbruik bijna gehalveerd, bijvoorbeeld.

(Niet) draait op leeg

Voor starters, om XMM in een baan om de aarde te houden, zijn af en toe een boegschroef nodig, ongeveer een keer per dag, en dat betekent brandstof verbranden.

"We hebben genoeg brandstof en door de jaren heen hebben we ontdekt hoe we steeds minder kunnen gebruiken om onze wetenschappelijke baan te behouden, " zegt Marcus Kirsch, ruimtevaartuig operaties manager.

"De brandstof wordt verdeeld over vier afzonderlijke tanks, maar de hoofdtank zal eerst drooglopen. Door het ontwerp konden we de resterende brandstof in de andere tanks niet gebruiken, dus we verplaatsen het allemaal naar tank 1. Dit zal ons in staat stellen om de activiteiten het komende decennium voort te zetten."

Terug in de controlekamer

Als onderdeel van dit proces, het vluchtleidingsteam keerde terug naar ESA's grote, algemene hoofdcontrolekamer bij missiecontrole in november – de eerste keer sinds de lancering in 1999 – voor vijf dagen intensieve simulaties. Het team werkt meestal vanuit een kleinere, speciale ruimte gedeeld met de Integral en Gaia missieteams.

De simulaties controleerden de procedures die zullen worden gebruikt voor het verplaatsen van de brandstof en voor het opnieuw configureren van XMM om na 2017 te werken.

"Niet veel ruimtevaartuigen gebruiken het speciaal ontworpen tankbrandstofsysteem zoals op XMM, " zegt Nikolai von Krusenstiern, ruimtevaartuig operaties ingenieur.

"Zo ver we weten, niemand heeft ooit brandstof van de ene tank naar de andere verplaatst met een tankontwerp zoals het onze in een satelliet in een baan om de aarde, en we willen zoveel tijd nemen als nodig is om elk risico voor de missie tot een minimum te beperken."

Tank-to-tank aanvulling was nooit voorzien in de oorspronkelijke ontwerpspecificaties – aangezien XMM niet bedoeld was om zo lang mee te gaan – dus er werd geen proces bedacht door bouwer Astrium (nu Airbus Defense &Space).

"Airbus is zeer behulpzaam geweest - ze hebben ons zelfs geholpen om in contact te komen met de nu gepensioneerde ontwerper van het brandstofsysteem om ons te helpen de procedures veilig te ontwerpen, ' zegt Nikolai.

XMM's derde decennium

Het team zal nu de resultaten van de simulaties van vorige maand analyseren met als doel het ruimtevaartuig in 2017 opnieuw te configureren. Dit vormt een aanvulling op de zorgvuldige optimalisatie van de reeds bestaande vluchtcontroleprocedures, en laat XMM-stuwraketten vuren - en het ruimtevaartuig betrouwbaar vliegend - tot in 2023.

Daarna, het team heeft een bevestigd plan met een laag risico bij de hand om de brandstofaanvulling uit te voeren, die het vaartuig daarna tot ver in zijn derde decennium in zijn wetenschappelijke missie zou houden.

"De tijd die afgelopen maand is besteed aan trainingen en simulaties was enorm waardevol voor het hele team. " zegt Marcus.

"We hebben samengewerkt om een ​​solide oplossing te bedenken voor de komende decennia van XMM, en de individuele ingenieurs hebben uitstekende trainingservaring opgedaan die ze kunnen gebruiken voor XMM of zelfs meenemen als ze worden toegewezen aan andere missies."