Запущений у грудні 2013 року космічний апарат ESA Gaia виконує місію зі складання карти розташування і руху понад мільярда зірок у Чумацькому Шляху з надзвичайною точністю. Але бути супутником нелегко: космос – небезпечне місце. В останні місяці надшвидкісний космічний пил і найсильніша за останні 20 років сонячна буря поставили під загрозу здатність Gaia здійснювати точні вимірювання, якими вона славиться.
У квітні крихітна частинка, менша за піщинку, на великій швидкості врізалася в Gaia. Відомі як мікрометеороїди, мільйони таких частинок згорають в атмосфері Землі щодня. Але Gaia розташована за 1,5 млн км від Землі у другій точці Лагранжа (L2) на орбіті Сонця-Землі. Тут, далеко від захисної атмосфери нашої планети, Gaia часто вражають такі частинки. Зіткнення є очікуваними, і космічний апарат був спроєктований так, щоб витримати їх. Однак цей об’єкт врізався в Gaia на дуже високій швидкості і під неправильним кутом, пошкодивши захисний кожух космічного апарату.
Удар створив невелику щілину, яка дозволила розсіяному сонячному світлу – близько однієї мільярдної інтенсивності прямого сонячного світла, що відчувається на Землі – час від часу порушувати роботу дуже чутливих сенсорів Gaia. Інженери Gaia саме розв’язували це питання, коли зіткнулися з іншою проблемою. “Мільярдно-піксельна камера” космічного апарату спирається на серію зі 106 приладів із зарядовим зв’язком (ПЗЗ) – сенсорів, які перетворюють світло на електричні сигнали.
У травні вийшла з ладу електроніка, що контролює один з цих ПЗЗ – це перша проблема з ПЗЗ Gaia за більш ніж 10 років роботи в космосі. Кожен сенсор виконує свою роль, і сенсор, що вийшов з ладу, був життєво важливим для здатності Gaia підтверджувати виявлення зірок. Без цього сенсора для підтвердження своїх спостережень Gaia почала реєструвати тисячі хибних виявлень.
Першопричина виходу з ладу електроніки не зовсім зрозуміла. Супутник Gaia був розрахований на шість років перебування в космосі, але зараз він пропрацював майже вдвічі довше в суворих умовах. Приблизно в той самий час, коли сталася поломка, Gaia потрапив під той самий потужний сплеск енергійних частинок від Сонця, який спричинив вражаючі полярні сяйва по всьому світу.
Космічний апарат був побудований таким чином, щоб витримувати радіацію, але під час нинішнього періоду високої сонячної активності він випробовується на межі своїх можливостей. Цілком можливо, що шторм став останньою краплею для цієї частини старіючого обладнання космічного апарату.
Команди Gaia з операційного центру ESOC, технологічного центру ESTEC і астрономічного центру ESAC разом з експертами виробника космічного апарату, компанії Airbus Defense and Space, і фахівцями з корисного навантаження Консорціуму з обробки та аналізу даних тісно співпрацювали протягом останніх кількох місяців, щоб дослідити, проаналізувати і, зрештою, розв’язати ці проблеми.
“Зазвичай Gaia надсилає на Землю понад 25 ГБ даних щодня, але цей обсяг був би набагато більшим, якби бортове програмне забезпечення космічного апарату не відсіювало помилкові виявлення зірок. Обидва нещодавні інциденти порушили цей процес. В результаті космічний апарат почав генерувати величезну кількість помилкових виявлень, які перевантажили наші системи”, – пояснює Едмунд Серпелл, інженер з експлуатації космічного апарату Gaia в ESOC.
“Ми фізично не можемо відремонтувати космічний апарат на відстані 1,5 млн км. Однак, ретельно змінивши поріг, за яким програмне забезпечення Gaia ідентифікує слабку точку світла як зірку, ми змогли значно зменшити кількість помилкових виявлень, спричинених проблемами з прямим світлом і ПЗС-матрицею”.
Завдяки наполегливій праці та ефективній співпраці всіх залучених команд, Gaia нещодавно повернулася до рутинних операцій.
Фактично, інженери скористалися можливістю цього незапланованого збою, щоб востаннє перефокусувати оптику телескопів-близнюків Gaia. В результаті, зараз Gaia виробляє одні з найкращих за якістю даних, які вона коли-небудь мала.
Читайте також: