NASA's Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, of MAVEN, missie keerde terug naar de normale wetenschappelijke en relaisoperaties op 28 mei 2022, na te zijn hersteld van een uitgebreide veilige modus. Het ruimtevaartuig ondervond in februari problemen met zijn Inertial Measurement Units (IMU's). Het missieteam heeft het probleem met deze navigatie-instrumenten met succes gediagnosticeerd en een systeem ontwikkeld waarmee het ruimtevaartuig door de sterren kan navigeren, wat de voortzetting van de MAVEN-missie-operaties gedurende het volgende decennium mogelijk moet maken.

"Dit was een cruciale uitdaging voor de missie, maar dankzij het werk van ons ruimtevaartuig- en operatieteam zal MAVEN tot het einde van het decennium belangrijke wetenschap blijven produceren en fungeren als een relais voor de oppervlakte-activa", zegt Shannon Curry, MAVEN's hoofdonderzoeker aan de University of California, Berkeley. "Ik kan niet trotser zijn op ons team."

MAVEN werd gelanceerd in november 2013 en kwam in september 2014 in een baan rond Mars. Het doel van de missie is om de bovenste atmosfeer van de planeet, de ionosfeer en interacties met de zon en de zonnewind te verkennen om het verlies van de atmosfeer van Mars naar de ruimte te onderzoeken. Inzicht in atmosferisch verlies geeft wetenschappers inzicht in de geschiedenis van de atmosfeer en het klimaat van Mars, vloeibaar water en planetaire bewoonbaarheid. De primaire missie van MAVEN was een jaar. Het heeft dat sindsdien ver overtroffen en werd onlangs goedgekeurd voor zijn vijfde uitgebreide missie.

Veilige modus evenement

Op dinsdag 22 februari 2022 verloor het team het contact met het ruimtevaartuig nadat het een routinematige geplande stroomcyclus van IMU-1 had uitgevoerd. IMU's worden gebruikt om de houding van het ruimtevaartuig in de ruimte te bepalen door de rotatiesnelheid te meten. MAVEN heeft twee identieke IMU's aan boord:IMU-1 is de primaire eenheid en IMU-2 is de back-upeenheid. Toen het contact met het ruimtevaartuig eenmaal was hersteld, toonde technische telemetrie aan dat het ruimtevaartuig zijn houding van geen van beide IMU kon bepalen. Als reactie daarop voerde het ruimtevaartuig een herstart van de computer uit, maar kon de oriëntatie ervan nog steeds niet bepalen. Als laatste redmiddel schakelde het ruimtevaartuig over op de back-upcomputer, waardoor MAVEN nauwkeurige metingen van IMU-2 kon krijgen. Het ruimtevaartuig ging naar de "veilige modus", waar het alle geplande activiteiten stopzette, inclusief wetenschappelijke en relaisoperaties, en wachtte op verdere instructies vanaf de grond.

Het team had al gewerkt aan de ontwikkeling van de all-stellaire modus - een systeem om zonder IMU's langs de sterren te navigeren - dat in oktober 2022 zou worden geïmplementeerd omdat IMU-1 eerder afwijkingen had vertoond en IMU-2 het einde van zijn levensduur naderde. De ontwikkeling en omschakeling naar de all-stellaire modus is een standaardpraktijk wanneer IMU's degraderen op verouderde orbiters.

"Dit was een situatie die niemand aanvankelijk had verwacht, maar het ruimtevaartuig presteerde zoals ontworpen", zegt Micheal Haggard, de leider van het Lockheed Martin MAVEN-ruimtevaartuig in Littleton, Colorado. "Tegen de tijd dat we op de back-upcomputer belandden, probeerde het ruimtevaartuig het probleem met IMU-1 ongeveer 78 minuten op te lossen. We eindigden op IMU-2 en de druk was groot om de all-stellaire modus te krijgen zo snel mogelijk klaar."

Een race tegen de klok

In de daaropvolgende maanden werkte het ruimtevaartuigteam van Lockheed Martin aan het versnellen van de ontwikkeling van software om de all-stellaire modus mogelijk te maken, aangezien de voorspelde levensduur van IMU-2 niet tot oktober zou duren. Op 19 april, vijf maanden eerder dan gepland, voltooide het ruimtevaartuigteam de ontwikkeling en koppelde de softwarepatch aan MAVEN. Zodra de code was geuplinkt, werd IMU-2 uitgeschakeld, waardoor de resterende levensduur voor toekomstige ruimtevaartuigen behouden bleef. Na de uplink werd een reeks tests uitgevoerd om de functionaliteit van de all-stellaire modus te verifiëren, aangezien de code niet eerder tijdens de vlucht was getest.

"Het team is echt opgewassen tegen een existentiële dreiging", zegt Rich Burns, de MAVEN-projectmanager bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Toen we in de herfst erkenden dat IMU-2 degradeerde, wisten we dat we het schema voor de all-stellaire modus moesten inkorten. Het ruimtevaartuigteam ging de uitdaging aan en werkte onder intense druk na de anomalie." P>

Nadat de all-stellaire modus was geuplinkt, schakelden de ruimtevaartuigen en de wetenschapsteams de instrumenten in en configureerden ze voor wetenschappelijke operaties. Alle instrumenten waren gezond en hervatten met succes waarnemingen; het ruimtevaartuig moest echter naar de aarde wijzen totdat het testen van de all-stellaire modus was voltooid, dus de instrumenten waren niet georiënteerd zoals ze normaal zouden zijn tijdens wetenschappelijke operaties. Desalniettemin was enige beperkte wetenschap nog steeds mogelijk, en MAVEN observeerde zelfs een coronale massa-ejectie-impact op Mars minder dan twee dagen nadat de instrumenten waren ingeschakeld.

Voorwaarts naar wetenschap en estafette

MAVEN keerde terug naar nominale wetenschap en relaisoperaties op zaterdag 28 mei 2022, na een succesvolle overgang naar volledige sterrennavigatie.

Het MAVEN-ruimtevaartuig blijft succesvol opereren in de all-stellaire modus. Doorgaans zijn er bepaalde tijden per jaar dat IMU's moeten worden gebruikt, dus het team zal innovatieve manieren moeten blijven vinden om de oriëntatie van het ruimtevaartuig te regelen. Dit zal ervoor zorgen dat MAVEN kan blijven werken tijdens zijn verlengde missielevensduur, waardoor de orbiter observaties kan blijven doen tijdens de meest extreme omstandigheden in de Marsatmosfeer die de missie tot nu toe is tegengekomen. + Verder verkennen

NASA's MAVEN blijft de wetenschappelijke en telecommunicatie-relay-inspanningen van Mars bevorderen