ESA's korte film, De brand, neemt ons mee naar het hart van Europa's missiecontrole tijdens een kritiek moment in het leven van een toekomstige missie.

Gefilmd op locatie in Darmstadt, Duitsland, met de hulp van vrijwilligers (waarvan vele real-life ruimtevaartuigcontrollers zijn), The Burn illustreert het cruciale belang van decennialange investeringen in de modernste infrastructuur voor missieoperaties en hoog opgeleide teams voor het vliegen van Europa's meest gedurfde ruimtemissies.

Het speelt zich af in 2029 bij de missiecontrole van ESA in Darmstadt, Duitsland, The Burn vertelt het verhaal van een controleteam dat schijnbaar een missie verliest, omdat het niet in een baan rond de maan komt en afdrijft, stuurloos, de diepe ruimte in.

Het begint allemaal in de briefingruimte, terwijl het team samenkomt om te horen van de Spacecraft Operations Manager, of "SOM, " over de taak die voor hen ligt. Hun doel is om het ruimtevaartuig te vertragen door een enkele boegschroef te branden, waardoor het kan worden "gevangen" door de zwaartekracht van de maan en in een baan om de maan terechtkomt.

Helaas, deze vangstbrand zal plaatsvinden terwijl het ruimtevaartuig zich achter de maan bevindt, gezien vanaf de aarde, en heeft daardoor geen contact met het controleteam.

"Over 10 minuten op console"

Het team neemt hun posities in in de hoofdcontrolekamer, om te beginnen met branden. De SOM communiceert voortdurend met haar team via de "voice loop, " evenals de experts op het gebied van vluchtdynamiek in hun speciale ruimte ter plaatse, en grondstationingenieurs op het grondstation New Norcia in West-Australië.

Het branden begint, en alles verloopt volgens plan. Zoals verwacht, het team verliest het contact met het ruimtevaartuig als het in de schaduw van de maan komt. Ze wachten reikhalzend op de terugkeer van het signaal als het ruimtevaartuig aan de andere kant naar buiten komt, maar ze horen niets.

Ingenieurs van het grondstation van New Norcia melden dan een komend en gaand signaal, als een baken. Het moet zijn dat het ruimtevaartuig draait, niet in staat om de aarde te vinden - om de een of andere reden is deze in de overlevingsmodus gekomen.

Er worden commando's naar het ruimtevaartuig gestuurd om het te laten stoppen met draaien, en gelukkig stabiliseert het zich.

Maar wat nu voor de capture burn? Het vluchtdynamica-team berekent nieuwe parameters om de verbranding te voltooien, na de onverwachte afsluiting die 'in het donker' plaatsvond." Maar er is een probleem.

Op dit punt hebben ze nog eens 20 minuten nodig om weer op het goede spoor te komen, maar ze hebben niet genoeg brandstof. Het team heeft de capture-burn gemist en is er niet in geslaagd om in een baan om de aarde te komen - het ruimtevaartuig verlaat nu de maan en vliegt de verre ruimte in.

Verrassend genoeg, de operationeel directeur, "OD' feliciteert het team. Ze hebben hun simulatie afgerond, en zal nu onderzoeken hoe deze situatie echt kan worden vermeden. Een zonnevlam trof het ruimtevaartuig toen het uit het zicht was, verblindend zijn twee 'star trackers, " wat betekent dat het geen idee meer had in welke richting het keek.

Ze hebben misschien het gesimuleerde ruimtevaartuig verloren, maar deze oefening betekent dat het echte ruimtevaartuig in veilige handen is, omdat ze zich van tevoren voorbereiden op elke mogelijke gebeurtenis.

Over het algemeen worden simulaties dagenlang uitgevoerd voordat kritieke missies worden uitgevoerd. Deze, gecombineerd met de meest hightech controlekamers, up-to-date softwaresystemen en het grootste deep space-antennenetwerk in Europa, betekent dat ze nog geen missie hebben verloren.

Dus, wat is er gebeurd?

In deze simulatie is er vond een zeer onwaarschijnlijke gebeurtenis plaats:een zonnevlam schakelde beide sterrenvolgers van het ruimtevaartuig uit. Deze worden gebruikt om de positie van sterren aan de hemel te meten en kunnen fungeren als een kaart, omdat het ruimtevaartuig deze informatie gebruikt om zijn oriëntatie te bepalen.

Zonder stertrackers, zo'n ruimtevaartuig weet meestal nog steeds waar de zon is (met behulp van zijn zonnesensoren) en waar de aarde zich ten opzichte van de zon bevindt - deze hoek wordt normaal gesproken in zijn geheugen opgeslagen. Echter, het kent zijn eigen positie ten opzichte van de aarde niet. Nadat hij zijn 'vaste houdingsreferentie' had verloren, ’ begint het opzettelijk te draaien.

Stel je een lijn voor tussen de zon en de aarde, het ruimtevaartuig begint rond die lijn te draaien. Zoals het dat doet, zijn signaal zwaait eenmaal per omwenteling door de aarde. Op de grond, dit verschijnt als een baken, en geeft operators de informatie die nodig is om het ronddraaien van het ruimtevaartuig te stoppen, net op het moment dat de antenne naar de aarde wijst.

Deze strategie wordt normaal gesproken gebruikt voor ruimtevaartuigen die tijdens normale operaties in de verre ruimte vliegen, zoals sap, Solar Orbiter en BepiColombo. Voor relatief nabije ruimtevaartuigen die de maan naderen, een mislukking als deze zou in de realiteit waarschijnlijk niet gebeuren.

Ten eerste, sterrenvolgers worden normaal gesproken alleen gebruikt wanneer het ruimtevaartuig stabiel is - zodat sterren kunnen worden waargenomen - en niet tijdens een brandwond. Ten tweede, operators kunnen de zogenaamde "omnidirectionele" antennes gebruiken om contact te houden met het ruimtevaartuig in het onwaarschijnlijke scenario dat het de oriëntatie verliest.

Echter, dezelfde mislukking in een diepe ruimtemissie zou leiden tot lange communicatievertragingen, dus dit uitbeelden zou lang duren, trage film! Als zodanig, we besloten een probleem te kiezen dat zich in de verre ruimte zou kunnen voordoen, maar toegepast op een nabijgelegen maanmissie.

Storingen tijdens "orbitale injectie" zijn niet ongewoon. In 2003, de Japanse "Nozomi"-sonde kon de baan van Mars niet binnenkomen vanwege schade aan elektronica door een zonnevlam.

In 1999, de Mars Climate Orbiter kon door een wiskundige fout niet in een baan rond Mars komen en in 2010 de Japanse Venus-sonde 'Akatsuki' slaagde er niet in om in een baan om Venus te komen vanwege technische problemen met het voortstuwingssysteem.