两年后,NASA与STEREO-B航天器重新建立了通信


从STEREO-A拍摄的太阳的极端紫外线照片。这张照片是在171埃(17.1纳米)的波长下拍摄的,通常被涂成蓝色。照片:NASA

2016年8月21日,NASA工程师能够重新连接 STEREO-B航天器,这是两个用于研究太阳活动的STEREO(太阳地球关系观测站)观测站之一。

STEREO-B天文台上一次联系是在2014年10月1日,之后失去了联系。 22个月来,NASA专家试图保存该设备 -但他们成功了!

与丢失的设备建立通信的另一种尝试是通过美国宇航局的深空网络(DSN)进行的,深空网络是一个射电天文研究和控制行星际航天器的国际射电望远镜网络。这次尝试成功。


STEREO-B太阳观测台。插图:NASA

2016年8月21日,18:27,EDT DSN聚焦于STEREO-B的下行链路波束。任务运营专家对信号进行了几个小时的分析,以确定航天器的坐标。之后,他们远程关闭高压变送器以节省电池电量。

现在已经知道了STEREO-B坐标,工程师可以随时重新远程打开变送器。他们计划在不久的将来这样做,以继续恢复卫星的可操作性,恢复对卫星运动的控制,评估可操作性并检查所有子系统和科学仪器的功能就绪状态的过程。


该图显示了天文台的位置及其相对于地球,金星,水星和太阳的轨道。插图:NASA

太阳观测站STEREO-A和STEREO-B应当以不同角度拍摄太阳。例如,从地球的另一侧。因此,科学家们首次能够同时从各个侧面拍摄太阳。其中一种装置逐渐落后于地球(在B后面),而另一种装置则超过了地球(在A之前)。因此,您可以同时从两个不同的角度观察太阳并创建三维图像。

从两个太阳观测站获得的太阳立体图

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STEREO设备的特定轨道导致了通信干扰。由于在某个时间点相对于地球的缓慢漂移,每辆车都超过了太阳,即到达了与地球相对的轨道点。此时,由于干扰,与他的无线电通信中断了三个月。

依靠他们两年的工作,两架STEREO航天器于2006年10月发射。正如NASA航天器经常发生的那样,它们的工作时间比计划的要长得多。当科学家们意识到这些设备可以进入太阳以外的干扰区域,然后离开那里并继续比计划的时间更长的工作时,他们便开始计划这一操作

每个设备都配备了一个硬件通信丢失计时器,该计时器被编程为如果在72小时内没有收到来自地球的命令,则自动重启系统。引入这种计时器是为了自动解决可能导致通信中断的问题。这意味着在落入太阳之后,该设备每72小时重新启动一次,此后它通过恒星校正其轨道,将天线指向地球,并继续尝试保持联系。超出太阳之后,该设备必须在三个月内重新启动。因此,NASA工程师在重启后会提前测试这两种设备的性能,特别是将与它们的通信淹没了72个小时。

STEREO-A成功通过了测试,但在连接中断并在2014年10月1日由于某种原因被强制重新引导后,其双STEREO-B在适当的72小时20分钟后仍未保持联系。他无法正确地将天线对准地球。工程师使用微弱且零碎的信号发现,惯性测量单元出现意外故障,这决定了旋转速度。该模块向设备的计算机制导和控制系统提供了不正确的信息-甚至在设备处于静止位置时也报告了旋转情况。因此,天线无法对准地球。更糟糕的是,由于不正确的旋转信息,该设备可能会使太阳能电池板的转动方向错误,并部分失去能量。更糟的是控制计算机可以决定使用引擎消除设备的旋转。由于实际上没有旋转,因此经过这样的校正后,它才可以真正开始。

专家试图将命令发送到STEREO-B控制计算机,以忽略故障IMU的读数,但是与设备的连接已经丢失。

STEREO-A 继续正常工作,从太阳后面出来,但是无法再获得两个天文台的照片的立体对。

工程师们尚未找到故障的确切原因,但主要的是,现在仍可以恢复与STEREO-B的连接。太阳天文台已有近十年的历史了。科学家希望他们仍然能够发送有关太阳活动的有价值的科学信息。除了太阳本身的照片外,STEREO天文台还拍摄了近太阳空间中有趣事件的照片。例如,2007年4月,他们拍摄了恩克彗星的精彩照片飞过太阳。这些照片显示出彗星尾部有离子气体凝块引起的湍流迹象。

2007年4月太阳附近的恩克彗星的照片

2007 . : /STEREO

如果再次失去与STEREO-B的通信,工程师将制定备份计划。在2019年,该设备将保持足够近的距离以建立直接的视觉接触,通过哈勃太空望远镜的镜头对其进行检查-并确定旋转程度。在2023年左右,地球应该赶上STEREO-B,然后,如果经济上可行的话,就已经有可能与近距离接触,甚至可以将其运送到地球进行研究。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396919/


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