《新视野》探索的非公开历史
2015年7月4日，星期六，美国国家航空航天局（NASA）
冥王星探索任务新视野号负责人艾伦·斯特恩（Alan Stern）在电话响起时在他的办公室，靠近任务控制中心。 他了解
独立日的庆祝
活动 ，但对那天达到“与冥王星和睦相处的前10天”这一标志感到更加感兴趣。 在过去的14年中，新视野号飞船一直是他职业生涯的主题，距他的目标只有10天了-遇到了研究中最遥远的[矮人]行星。
那天，艾伦沉浸在工作中，为和睦做准备。 他已经习惯了这样一个事实，即在任务的最后阶段他无法获得足够的睡眠，但是那天他半夜醒来，就去了任务运营中心（JTC）下载了一套非常重要的大型计算机指令来控制航天器和解期间。 这套命令是十年的艰苦努力的结果，那天早晨，他被以光速飞过无线电波，并在飞船驶向冥王星时赶上了新视野。
任务运营经理或IOM的Alice Bowman在工作。 在工作中，每个人都称她为IOM。 妈妈-妈妈/大约 翻译]或OTSM。 这张照片是在2014年12月6日从休眠状态最后一次唤醒该船时拍摄的。 鲍曼说：“显然，我随后询问了在显示器上观察到的配置更改或遥测。”艾伦看了一眼正在打来的电话，感到惊讶的是，格伦·福恩特（Glen Fountain）给他打来电话。格伦·芬特已经为New Horizons项目经理工作了一段时间。 当他知道格伦正在休假时，他的背上冒出一阵寒意，在任务的最后一个最激烈的阶段-和解之前，他在附近的房子里休息。 为什么格伦需要给他打电话？
艾伦接了电话。 “格兰，发生了什么事？” “我们与船失去了联系。” 艾伦回答：“我将在五分钟内在JTC见。” 他挂了电话，震惊地坐在桌前几秒钟，难以置信地摇了摇头。 任何航天器都不应突然与地球失去联系。 从地球到冥王星的整个九年的飞行中，新视野从来没有发生过。 距冥王星仅10天的时间，现在怎么办？
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在前往第九行星的九年漫长旅程中，与“新视野”号的无线电通信是一条救生电缆，使团队可以与该船进行通信，对其进行控制，从其观测中接收其状态和数据。 轮船到太阳系郊区越远，延迟时间就越长，连接时间增加到无线电信号来回以光速移动所需的九小时间隔。
为了与世界保持联系，新视野就像遥远地区的所有航天器一样，都依赖于探索行星的鲜为人知和鲜为人知的奇迹：NASA的深空网络（DSN）。 这是位于戈德斯通（加利福尼亚），马德里（西班牙）和堪培拉（澳大利亚）的三重巨型抛物面天线。 在没有停顿的情况下，它们彼此传递了在地球绕其轴旋转时传递消息的责任。 这三个站是如此分布在地球上，以至于不管船在深空中的位置如何，这些天线中的至少一个可以随时发送给它。
但是在那一刻，DSN与它最有价值的资产之一“新视野”失去了联系。
如果它是在轨道上运行的设备或全地形车，安全地位于外星行星的表面，则该团队可以缓慢地分析问题，提出建议并尝试各种行动方案。 但是“新视野”的任务是接近天体。 该船以每天120万公里或每小时超过50,000公里的速度冲向冥王星。 他是否会回到工作状态-无论如何，他将在7月14日飞越地球，并且再也不会回到那里。 不可能停船并解决问题。 只有一次机会获得有关冥王星的信息-这艘船没有保险，第二次机会是推迟与矮行星约会的方式。
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在此之前的不久，7月4日，一个非常干练，冷血的特派团团长爱丽丝·鲍曼（Alice Bowman），在特派团业务经理中有14年的经验，曾担任特派团运营经理（因此被称为IOM），只有一小部分业务人员，正在等待报告，其中包含“ “新视野”，它应该是成功接收和安装新说明的参考。 在这一系列船员之后，该船应该在最接近冥王星的九天内进行数百次科学观察。 这个经过仔细测试的命令清单是整个任务的核心，它的成功传输和执行必须控制船的每一次旋转和运动，每次将信息记录到内存中，每次将数据传输到地球，每个摄像机图像等等。
在大约准时的下午大约1点，第一个信号开始到达，确认已收到命令列表。 爱丽丝：
一切顺利，直到13:55。 突然，我们与船完全失去了联系。 沉默。 没事 通讯丢失，不返回。
在十分之九的情况下，信号丢失时，问题出在地面站上-未配置或类似问题。 由于此下载非常重要，因此我们使所有工程师和操作员保持在线联系，我们将其称为NOPE（网络运营工程师）的缩写。 我们还有Pluto的Asu-这些是我们运营中心的控制器。 因此，我们要求Pluto Ases要求在澳大利亚工作的NOPE检查系统配置。 根据对地面系统的所有检查结果，所有结果都在正常范围内。
这就意味着问题不在地球上–不是在爱丽丝和她的Asov冥王星团队聚集的马里兰州，而不是在澳大利亚，所有NOPE都聚集在堪培拉远程空间通信站接收到来自新视野的信号的澳大利亚。 信号丢失意味着船舶本身存在问题。
信号丢失是任务控制团队可能遇到的最令人沮丧的问题之一。 这意味着与地球失去联系。 但这不是最坏的情况。 毕竟，发生此类问题可能意味着在航天器上发生了灾难性故障。 爱丽丝有点以前未知的恐惧：
您是否知道某些事情发生时胃部的感觉，而您不敢相信？ 从旅程开始已经九年半了，我简直不敢相信发生了什么事-我们从未失去联系。 在5到10秒钟内，您可以让自己感到恐惧和不信任，但随后我们在训练中学到的所有东西都会打开。
新视野号距离冥王星还有数百万公里，它可能带来任何危险。 在行星际空间中与物体相撞的机会非常小。 然而，整个团队却想到了一个可怕的想法：这可能与某件事发生冲突吗？
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舰队在舰船沉寂之前就收到了遥测信号，克里斯·赫斯曼（舰船工程团队的负责人）以及继续到达该中心的工程师们已经提出了一些工作思路。 他们很快发现，在连接中断之前不久，该船的主计算机同时运行两个程序，并且这两个程序对设备的要求都很高。 任务之一是压缩之前获得的63张Pluto图像，以释放存储空间以供收敛时需要获得的新图像。 同时，计算机收到了来自Earth的更新并将其存储在内存中。 这些计算任务会使计算机超负荷运行并重新启动吗？
那就是布莱恩·鲍尔的理论。 他是一名负责自主工作的系统工程师，对船舶在这种情况下必须执行的恢复程序进行了编程。 布赖恩告诉爱丽丝：“如果发生这种情况，那么船将使用辅助计算机重新启动，在60-90分钟后，我们将从辅助计算机收到信号，表明它正在工作。”
有人将第一次世界大战描述为“数月的无聊，散布着恐怖的时刻”。 长期的太空飞行任务也是如此。 这是一个漫长而恐怖的时光，它等待着并希望从船上收到信号。 工程师，Asa以及Alice，Glen和Alan一直在等待所有这些长时间，以准备计划，以防Brian的假设被证明是错误的。 但是，当然，在90分钟后，船上传来一个信号，说他已切换到辅助计算机。
重新建立了联系，对失去船只的灾难的恐惧消失了。 但是危机并没有就此结束-他只是进入了一个新阶段。
JMC和隔壁的房间很快就被工程师，飞行管理团队的成员和其他参与该项目的人员所占据，打扰了他们的周末来帮助该项目。 人们穿着短裤和人字拖，穿着野餐服，来到了这里-他们留下了一切，匆匆赶往中心。
他们从飞鸟那里接收到越来越多的遥测数据，他们发现，在船从辅助船重新启动的那一刻，他们下载到主计算机的所有带有在交会期间要执行的命令列表的文件都被删除了。 这意味着必须再次发送当天早上发送的所有命令序列。 更糟糕的是，有必要重新发送执行主命令列表所需的许多辅助文件，其中一些文件已于12月上载到了飞船。 爱丽丝回忆说：“我们从来没有从这种异常中恢复过来。 问题是，我们是否有足够的时间启动应该在7月7日开始的和解程序？”
在数据室中，每次收到新的冥王星图像时都可以观察到这种情况这意味着该团队只剩下三天的时间就可以收集到Humpty Dumpty，而且距离必须达到50亿公里。 如果他们没有成功，那么每天他们将失去数十次近距离观察冥王星的机会，这是精心设计的计划的一部分。 团队出乎意料地发现自己处于这样一种情况，即必须在三天内恢复他们花费多年计划和数月下载量的所有内容。
异常后使船舶恢复工作状态的过程基于异常审查委员会（ARB）的正式会议。 在与船舶的连接恢复后仅45分钟的16小时后，委员会的第一次会议在JMC附近的会议室举行。
在此介绍性会议上，团队成员需要评估发生的情况，了解如何恢复和解计划，以及如何确保在恢复过程中他们不会做任何可能导致其他问题的事情。 由于从辅助计算机启动而被抛回的方式令人震惊。 他们很快意识到，他们需要在短短三天内重现数周的工作才能在7月7日开始和解流程。 所有这些必须做到没有一个错误。
更糟糕的是，每条命令都必须远程执行，在这种情况下，往返的信号将花费9个小时。 这所学校谈论的是光的高速度，以这种速度的信号如何在八分之一秒内绕地球旋转，然后飞到月球并在短短两秒之内返回。 但是对于试图使飞船接近冥王星时恢复工作的“新视野”团队来说，从地球到飞船的巨大距离使光速变得非常缓慢。
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聚集在委员会会议上的人们知道，鉴于媒体的所有关注，全世界很快就会发现，新视野号在旅程即将结束时就跌跌撞撞了。 在短短10天之内，该航天器将通过冥王星系统飞行-没有什么可以阻止天体力学的-但是，如果它能够收集经过近十年的所有信息，那将是一个完全不同的问题。
艾伦和格伦宣布会议开幕，并告诉与会人员，他们从未见过比在新视野下工作的团队更好的团队，并且如果有任何团队可以恢复工作，那就是聚集在会议室的人。 然后，爱丽丝（Alice）发言，并开始制定恢复计划。
她立即与艾伦（Alan）澄清了当天和接下来7天将在7月7日启动和解命令序列之前三天失去的科学观察结果的确切信息。 她需要了解团队负责人是否认为有必要尝试恢复这些观察结果，以及重新配置飞船并下载和解程序所需的所有文件和命令。 艾伦：
我没有与房间里我们团队的科学家讨论这个问题。 我什至没有对我的主要和解计划专家莱斯利说什么。 我知道Alice需要一个清晰的工作方向，没有任何歧义，他们需要专注于主要事件，而不是由于重新启动后设备停机而损失的初步观察结果。 我告诉爱丽丝，除了使设备恢复工作状态并开始和解程序外，不要让他们分心。
爱丽丝收到了她的指示。 她唯一的工作是保存和解的主要命令顺序，其余的可以牺牲。 但是可以按时完成吗？
爱丽丝和团队迅速但认真地制定了恢复计划。 在接下来的三天内，他们需要制定程序使航天器从主计算机恢复工作，重新发送命令主列表中所有丢失的命令和辅助文件，并在NHOPS（新视野运营模拟器）模拟器上检查所有这些，然后立即进行操作。实施以确保每个操作都在第一时间生效-没有重复操作的空间。 他们知道主队名单的发布定于7月7日中午。 因此，爱丽丝（Alice）的小组计算了到现在为止的剩余时间，并将其分为九个小时，即信号来回传播的时间。 在9个小时内，可以将每套程序发送到船上并收到确认已成功完成的确认。 考虑到地球上还需要做的所有其他事情，他们发现在7月7日下午开始主要团队名单之前，他们只有时间进行三个这样的交流周期。
在这方面，恢复工作必须分为三个步骤。 首先，团队必须命令船舶恢复正常的通信模式，而不是紧急状态。 这将使通信速度提高100倍，并允许您按时完成所有其他操作。 他们估计，仅此一项，第一步将花费半天的时间对该程序进行编程，测试，将其发送至飞船并获得成功发射的确认。 滴答答。
然后，该命令将命令飞船从主计算机重新启动。 这是在和解过程中执行主要程序清单所必需的。 在飞行过程中，他们从未进行过这样的重启。 因此，为此，有必要制定程序，对其进行编程，检查NHOPS，然后在将测试结果发送至船舶之前仔细研究测试结果。 最后，团队必须有条不紊地还原所有辅助文件并运行和解程序。 该计划的制定仅在午夜之前完成，没有时间可以浪费-自信号丢失以来已经过去了将近10个小时。 滴答答。
爱丽丝团队与克里斯·赫斯曼（Chris Hersman）领导的舰船系统管理团队紧密合作，在凌晨5点15分左右与舰船重新接触后约12小时，他们撰写，验证并派出了第一批小组。七月
九小时后，第五天下午，江铃汽车收到恢复正常通信模式的确认！ 但是，到那时，一天已经过去了，这艘船已经跨越了一百五十万公里的距离，接近了它的目标冥王星。 恢复的第一步已经完成，但是在启动主命令列表之前仅剩两天了。 滴答答。
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新视野团队将接下来几天的工作和生活安排得井井有条，以适应与航天器的九小时沟通周期。
他们的睡眠时间很少，肾上腺素也很大。他们一起工作了十多年，甚至在此之前就面临着航天器的问题，但以前从未遇到过如此大的规模和如此巨大的错误成本。她要求全天候在控制中心，团队为此提供了一切必要的东西。格伦回忆说：“团队只是做了要求的事情。 “我开始寻找人们可以睡觉的地方，这比办公室的地板还舒适。”爱丽丝回忆说：“我们发现了铺位，毯子和枕头，有人拖着充气床垫。它们还不够，所以我们依次使用它们。”艾伦：这是必须看到的。在没有任何投诉的情况下，人们昼夜不停地工作-甚至没有换衣服，没有舒适的睡眠或淋浴的地方，有时甚至是连续四天。有些人睡在桌子上。有些人每天睡两到三个小时。没有时间在自助餐厅用餐。我们中的一些人只参与提供食物，其余部分则供养。为了保证所有步骤的正确操作，只需检查每个步骤的NHOPS。由于该系统完美地模拟了太空飞船，因此可以检查其上的所有团队，发现错误，以确保发送给飞船的所有命令均不包含错误。事实证明，在恢复工作中，多年前作出的一项决定挽救了局势。艾伦不知何故担心该团队没有NHOPS的安全副本，这使他的研究无法完成。事实证明，在7月4日的周末，根本没有足够的时间在单个模拟器上检查所有新过程。因此，第二个NHOPS被用作研究对象，因此，测试运行次数增加了一倍。如果没有第二个模拟器，整个恢复将需要几天的时间，并且大量的独特科学数据将永远丢失。7月6日，该船通过遥测技术证实了将New Horizons从安全模式中移出并使用NHOPS-1和NHOPS-2测试的程序切换至主飞行计算机的中间步骤已成功完成。此后，必须以与尝试下载一组命令之前相同的方式配置该船，以便在7月4日收敛时工作，然后作为最后一步，再次发送所有这些命令以及重新启动计算机时丢失的数十个辅助文件。对于所有这些步骤，为了在模拟器上进行测试，针对异常委员会的几次会议（计划并批准了每个步骤），会议花费了7月6日。并且，不知何故，在7月7日上午，所有修复工作都已完成。团队精疲力竭，设法使航天器返回工作模式并为和解做准备。他们只剩下四个小时，团队不得不开始这份清单。* * *
由于7月4日的异常和恢复，丢失了哪些科学证据？为了挽救局势，爱丽丝和团队严格按照艾伦的指示“尽一切可能”保存团队的主要名单。结果，他们破坏了可能在三天内进行的所有观测，并将其投入修复工作，因为重新计划它们，同时使船舶退出安全模式并准备开始和解程序，是完全不可能的。但是，爱丽丝的团队设法保存了计算机在异常时正在压缩的63张图像。这些图像必须被压缩以存储在内存中，并且要进行更大的，未处理的删除操作，以便在内存中留出更多的内存来存储会聚数据。在恢复行动中，爱丽丝的团队在飞船的行动中发现了一个空窗，并设法更改了图像压缩时间表，保存了63张无价照片。但是，在接近地球时原本应该进行的所有观测结果又是什么呢？但是由于恢复工作而没有发生？艾伦将任务交给了融合程序的首席规划师莱斯利·杨，以在特别困难的情况下组建专家团队并考虑这种情况。莱斯利和她的团队探索了重建过程中为期三天的观察损失的每一个机会及其对任务科学反应的影响。他们发现，在每种情况下，都可以稍后以更高的分辨率或从更近的距离进行观察，因此，除了一个问题之外，没有任何问题受到影响。这是对冥王星卫星的最后一次搜索，计划于7月5日和6日进行搜索，当时飞船离行星的距离足够远，可以拍摄其周围空间的图像。这种搜索的灵敏度必须比前几天进行的搜索高出几倍。当“新视野”团队仔细检查了所有用于卫星搜索的图像时，没有发现卫星。这让很多团队成员感到惊讶，因为每次哈勃太空望远镜仔细检查某件事时，他总是会发现新的卫星。 “新视野”会在最后一次失败的最佳搜索尝试中发现卫星吗？没有人知道，只有在下一个任务到达冥王星再次搜索它们时，我们才会知道这一点。“新视野”小组对旨在搜寻卫星的卫星进行了仔细研究，结果没有发现一颗卫星。这让很多团队成员感到惊讶，因为每次哈勃太空望远镜仔细检查某件事时，他总是会发现新的卫星。 “新视野”会在最后一次失败的最佳搜索尝试中发现卫星吗？没有人知道，只有在下一个任务到达冥王星再次搜索它们时，我们才会知道这一点。“新视野”小组对旨在搜寻卫星的卫星进行了仔细研究，结果没有发现一颗卫星。这让很多团队成员感到惊讶，因为每次哈勃太空望远镜仔细检查某件事时，他总是会发现新的卫星。 “新视野”会在最后一次失败的最佳搜索尝试中发现卫星吗？没有人知道，只有在下一个任务到达冥王星再次搜索它们时，我们才会知道这一点。失败的最佳搜索尝试？没有人知道，只有在下一个任务到达冥王星再次搜索它们时，我们才会知道这一点。失败的最佳搜索尝试？没有人知道，只有在下一个任务到达冥王星再次搜索它们时，我们才会知道这一点。艾伦·斯特恩（Alan Stern）是“新视野”任务的科学总监，负责管理NASA的冥王星和柯伊伯带项目。行星学家，空间计划执行主任，航空航天顾问，书籍作者，两次科学太空任务的参与者。David Greenspoon-天体生物学家，科学普及者，作家。
摘自《追求新视野：在史诗般的冥王星第一次任务之内》（《追逐新视野：在史诗般的冥王星第一次任务之内》，艾伦·斯特恩和戴维·格林斯庞，2018年）。