Безопасный режим в космическом корабле
Режим беспилотного космического корабля

Безопасный режим — режим работы современного беспилотного космического корабля , при котором все несущественные системы отключены и активны только существенные функции, такие как управление тепловым режимом , радиоприём и управление ориентацией . [1]

Безопасный режим автоматически включается при обнаружении предопределенного рабочего состояния или события, которое может указывать на потерю управления или повреждение космического корабля. Обычно событием-триггером является отказ системы или обнаружение рабочих условий, которые считаются опасно выходящими за пределы нормального диапазона. Космические лучи , проникающие в электрические системы космического корабля, могут создавать ложные сигналы или команды и, таким образом, вызывать событие-триггер. Электроника центрального процессора особенно подвержена таким событиям. [2] Другим триггером является отсутствие полученной команды в течение заданного временного окна. Отсутствие полученных команд может быть вызвано аппаратными сбоями или неправильным программированием космического корабля, как в случае с посадочным модулем Viking 1 .

Процесс входа в безопасный режим, иногда называемый сафингом , [3] включает в себя ряд немедленных физических действий, предпринимаемых для предотвращения повреждения или полной потери. Питание отключается от несущественных подсистем. Восстановление контроля ориентации, если он потерян, является наивысшим приоритетом, поскольку это необходимо для поддержания теплового баланса и надлежащего освещения солнечных панелей. [1] Кувыркающийся или кувыркающийся космический корабль может быстро сгореть, замерзнуть или исчерпать заряд своей батареи и быть потерянным навсегда. [4]

В безопасном режиме

В безопасном режиме сохранение космического корабля является наивысшим приоритетом. Обычно все несущественные системы, такие как научные приборы, отключаются. Космический корабль пытается поддерживать ориентацию по отношению к Солнцу для освещения солнечных панелей и для управления температурой. Затем космический корабль ожидает радиокоманд от своего центра управления полетами, отслеживая сигналы на своей всенаправленной антенне с низким коэффициентом усиления . Что именно происходит в безопасном режиме, зависит от конструкции космического корабля и его миссии. [2]

Восстановление из безопасного режима включает в себя восстановление связи между космическим аппаратом и центром управления полетом, загрузку любых диагностических данных и последовательность включения питания в различные подсистемы для возобновления миссии. Время восстановления может составлять от нескольких часов до дней или недель в зависимости от сложности восстановления связи, условий на космическом аппарате, расстояния до космического аппарата и характера миссии. [5]

Переопределение обычного поведения безопасного режима

Нормальный безопасный режим работы иногда может быть отменен. Способность космического корабля переходить в безопасный режим может быть подавлена ​​во время критических операций космического корабля (например, маневра выхода на орбиту космического корабля Кассини у Сатурна ), во время которых — если бы произошел критический сбой — большинство, если не все, цели миссии были бы потеряны в любом случае. [3] Иногда космический корабль переводится в безопасный режим преднамеренно центром управления полетами, как это было с марсоходом Spirit на 451-м соле . [6]

Современные инциденты

2005
2007
  • Загрузка данных о пролёте Япета с помощью Кассини-Гюйгенса была прервана аварийным событием 10 сентября 2007 года. [3]
  • New Horizons перешел в безопасный режим 19 марта 2007 года из-за неустранимой ошибки памяти в основном компьютере управления и обработки данных (C&DH). [5]
  • Odyssey нарушил связь между марсоходами Mars Exploration Rovers и Землей во время нескольких внезапных аварийных событий. [7] [8]
2009
  • 26 августа 2009 года аппарат Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) перешёл в безопасный режим, что стало вторым инцидентом за месяц, четвёртым в 2009 году и восьмым с момента запуска в 2005 году. [9] [10] Космический аппарат оставался в безопасном режиме до 8 декабря 2009 года. [11]
  • Kepler перешел в безопасный режим 15 июня и снова 3 июля 2009 года. Оба случая были вызваны сбросом встроенного процессора. [12]
  • Аппарат Dawn перешел в безопасный режим из-за ошибки программирования во время пролета Марса 17 февраля 2009 года . [13]
  • MESSENGER перешёл в безопасный режим во время третьего пролёта мимо Меркурия 29 сентября 2009 года. [14]
2014
  • Посадочный модуль Philae перешел в безопасный режим 15 ноября 2014 года после того, как его батареи разрядились из-за недостатка солнечного света и нештатной ориентации космического корабля в незапланированном месте посадки. [15]
2015
  • New Horizons перешёл в безопасный режим 4 июля 2015 года, за десять дней до своего наибольшего сближения с Плутоном , после проблем с синхронизацией в последовательности команд. Некоторые научные данные были утеряны, но с минимальным влиянием на цели миссии. [16]
2016
  • Juno перешла в безопасный режим 18 октября 2016 года, как раз перед запланированным маневренным включением основного двигателя для снижения орбиты. [17] Бортовой компьютер космического корабля был перезагружен, и последующая проверка его научно-исследовательских систем не выявила серьезных неисправностей. Точная причина все еще расследуется. [18]
2018
  • Марсоход Opportunity перешёл в безопасный режим 13 июня 2018 года во время марсианской пылевой бури 2018 года . Непрозрачность атмосферы была такова, что почти весь солнечный свет был заблокирован, и солнечные панели марсохода не могли перезарядить свои батареи даже для минимального обслуживания и связи. [19] [20] Была надежда, что он перезагрузится, как только атмосфера очистится в октябре, но этого не произошло, что говорит либо о катастрофическом отказе, либо о том, что слой пыли покрыл его солнечные панели. [21] 13 февраля 2019 года представители НАСА заявили, что миссия Opportunity завершена, после того как космический корабль не ответил на более чем 1000 сигналов, отправленных с августа 2018 года. [22]
  • Космический телескоп Хаббл перешел в безопасный режим 5 октября 2018 года после того, как один из трех его активных гироскопов вышел из строя. Вышедший из строя гироскоп демонстрировал поведение, характерное для окончания срока службы, в течение примерно года, и его отказ не был неожиданным. Во время 4-й миссии по обслуживанию в 2009 году ( STS-125 ) на Хаббл было установлено шесть новых гироскопов. Обычно космический аппарат использует три гироскопа одновременно, но может продолжать проводить научные наблюдения, используя всего один. [23] [24]
2021
  • NASA объявило, что космический телескоп Хаббл перешел в безопасный режим после возникновения проблем синхронизации с внутренними коммуникациями космического корабля. Научные наблюдения были временно приостановлены.

Инциденты, приведшие к потере или почти потере космического корабля

  • SOHO перешёл в безопасный режим и был почти потерян 25 июня 1998 года. Нормальная работа была в конечном итоге восстановлена ​​после четырёхмесячного перерыва. [4] [25]
  • NEAR перешёл в безопасный режим, вышел из-под контроля и едва не был потерян во время первой попытки выхода на орбиту Эроса 20 декабря 1998 года. [26]
  • Mars Global Surveyor перешел в безопасный режим и был потерян, когда его батареи перегрелись и вышли из строя из-за неправильной ориентации Солнца 2 ноября 2006 года. [27]
  • ISEE-3 был потерян 16 сентября 2014 года во время гражданской попытки перезагрузки. [28] Считается, что 36-летний космический корабль перешел в безопасный режим из-за падения мощности солнечных батарей. [29] Проект , финансируемый за счет краудфандинга , не смог восстановить связь.

Ссылки

  1. ^ ab Bokulic, RS; Jensen, JR (ноябрь–декабрь 2000 г.). «Восстановление космического корабля из безопасного для Солнца режима с помощью антенны с веерным лучом». Космические корабли и ракеты . 37 (6): 822. Bibcode : 2000JSpRo..37..822B. doi : 10.2514/2.3640.
  2. ^ ab Bayer, Todd J. (18–20 сентября 2007 г.). «Планирование непланируемого: избыточность, защита от сбоев, планирование на случай непредвиденных обстоятельств и реагирование на аномалии для миссии Mars Reconnaissance Orbiter». Конференция и выставка AIAA SPACE 2007. Получено 28 января 2023 г.
  3. ^ abc Cassini Spacecraft Safing Архивировано 2009-07-09 на Wayback Machine
  4. ^ ab "Предварительный статус и предыстория прерывания миссии SOHO". 15 июля 1998 г. Получено 17 августа 2006 г.
  5. ^ ab "Точка зрения частного исследователя: отчет о поездке". NASA/Университет Джонса Хопкинса/APL/Миссия New Horizons. 2007-03-26 . Получено 2016-10-19 .
  6. ^ ab "Spirit Updates 2005". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 2007-08-23 . Получено 2009-08-18 .
  7. ^ "Spirit Updates 2006". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 2007-08-23 . Получено 2009-08-18 .
  8. ^ "Spirit Updates 2007". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 2009-04-13 . Получено 2009-08-18 .
  9. ^ Тарик Малик (8 августа 2009 г.). «Мощный марсианский орбитальный аппарат переключается на резервный компьютер». SPACE.com . Получено 18 августа 2009 г.
  10. ^ "Orbiter in Safe Mode Increases Communication Rate". NASA/JPL. 28 августа 2009 г. Архивировано из оригинала 2011-06-11 . Получено 2009-08-31 .
  11. ^ "Космический корабль вышел из безопасного режима". NASA/JPL. 8 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала 2011-06-11 . Получено 2009-12-23 .
  12. ^ "Обновление руководителя миссии от 7 июля 2009 г.". NASA. 2009-07-07. Архивировано из оригинала 2009-06-11 . Получено 2009-07-08 .
  13. ^ "Dawn получает гравитационную помощь с Марса". NASA/JPL. 2009-02-28. Архивировано из оригинала 2004-10-16 . Получено 2009-08-04 .
  14. ^ "MESSENGER Gains Critical Gravity Assist for Mercury Orbital Observations". Новости миссии MESSENGER. 30 сентября 2009 г. Архивировано из оригинала 10 мая 2013 г. Получено 30 сентября 2009 г.
  15. ^ Брумфилд, Бен; Картер, Челси Дж. (18 ноября 2014 г.). «На комете, которая находится в 10 годах от нас, Philae выйдет из строя, возможно, навсегда». CNN . Получено 28 декабря 2014 г.
  16. ^ Гипсон, Лиллиан (6 июля 2015 г.). "NASA's New Horizons Plans 7 июля Return to Normal Science Operations". Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) . Получено 6 июля 2015 г.
  17. ^ Фелтман, Рэйчел (20 октября 2016 г.). «Космический корабль Juno переходит в безопасный режим, приостанавливая науку». Washington Post . Получено 20 октября 2016 г.
  18. ^ «Космический аппарат Juno в безопасном режиме для последнего пролета Юпитера; ученые заинтригованы данными первого пролета». NASA JPL . 19 октября 2016 г. Получено 20 октября 2016 г.
  19. ↑ Opportunity скрывается во время пыльной бури. NASA. 12 июня 2918 г.
  20. ↑ Сотрудники NASA (13 июня 2018 г.). «Новости о пылевой буре на Марсе — Телеконференция — аудио (065:22)». NASA . Архивировано из оригинала 21.12.2021 . Получено 13 июня 2018 г. .
  21. ^ "Миссия марсохода Mars Exploration Rover: все обновления возможностей". mars.nasa.gov . Получено 10.02.2018 .
  22. ^ "Миссия марсохода Opportunity от NASA на Марсе подходит к концу". NASA . 13 февраля 2019 г. Получено 13 февраля 2019 г.
  23. ^ Chou, Felicia (2018-10-08). Garner, Rob (ред.). "8 октября 2018 г. — Hubble в безопасном режиме, так как диагностируются проблемы с гироскопом". NASA . Получено 2018-10-23 .
  24. ^ "Hubble on Twitter". Twitter . Получено 2018-10-23 .
  25. ^ Нэнси Г. Левесон (2004). «Роль программного обеспечения в авариях космических аппаратов» (PDF) . Космические аппараты и ракеты . 41 (4): 564– 575. Bibcode :2004JSpRo..41..564L. CiteSeerX 10.1.1.202.8334 . doi :10.2514/1.11950. 
  26. ^ "Аномалия сгорания NEAR Rendezvous в декабре 1998 года" (PDF) . Заключительный отчет Совета по рассмотрению аномалий NEAR. Ноябрь 1999 года. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-14 . Получено 2009-08-18 .
  27. ^ "Отчет раскрывает вероятные причины потери космического корабля на Марсе" (пресс-релиз). NASA . 13 апреля 2007 г. Получено 10 июля 2009 г.
  28. ^ Geraint Jones (3 октября 2014 г.). «Космос, финансовый рубеж – как гражданские ученые взяли под контроль зонд». The Conversation . Получено 16 января 2016 г.
  29. ↑ Кит Коуинг (25 сентября 2014 г.). «ISEE-3 находится в безопасном режиме». Космический колледж . Получено 15 января 2016 г.

Смотрите также

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Безопасный_режим_в_космическом_корабле&oldid=1233669166"