"Наш худший сценарий, — говорит диспетчер полета Дэниел Лейки. — Если у Solar Orbiter возникнет какая-то серьезная проблема на борту, и мы не сможем восстановить связь".

Сближение Solar Orbiter с Солнцем ("перигелий") — это период пика научной активности. Для этого группы управления полетом и эксперты по динамике полета в центре управления полетами ESOC ЕКА должны выполнить ряд очень сложных операций. Если во время этих действий что-то пойдет не так, космический корабль может автоматически вернуться в "безопасный режим". 

Тогда программное обеспечение аппарата перезапустится, и повторно активируются только его самые базовые функции. Затем команды на Земле будут выяснять, что привело к переходу в этот режим и решать проблему. Только после этого вновь будут введены в строй более совершенные системы, такие как научные инструменты. Активизация безопасного режима во время перигелия стала бы особенно серьезным ударом для исследовательской деятельности.

Кроме того, запас энергии Solar Orbiter во время перигелия также будет существенно меньше, поскольку ему придется изменить угол наклона солнечных панелей, чтобы избежать повреждений связанных с повышением температуры.

Иными словами, космический корабль необходимо вернуть как можно быстрее, прежде чем научные данные будут потеряны или, что еще хуже, у него закончится энергия.

Звезды указывают путь

"Солнце настолько яркое, что даже базового датчика достаточно, чтобы гарантировать, что Solar Orbiter всегда знает, где находится звезда, и всегда может направить на него свой тепловой экран. Этот прибор активируется в безопасном режиме и защищает внутренние системы космического корабля от радиации, — говорит Лейки. — Так что мы знаем, что Solar Orbiter всегда будет направлен своей передней частью к Солнцу. Но чтобы определить, где находится "верх", мы полагаемся на звезды.

Главный приоритет космического корабля в безопасном режиме — направить антенну связи на Землю и как можно скорее восстановить контакт.

Приборы, отслеживающие положение звезд, включаются автоматически. Благодаря им он сможет определить свою ориентацию и куда ему следует направить свою антенну для связи с центром управления.

"Но если трекеры не смогут зафиксироваться на нужных звездах или последовательность восстановления прервется до того, как их можно будет включить, Solar Orbiter не сможет узнать, где находится Земля" — рассказывает эксперт.

Вращение под контроль

Ситуация еще более усложняется тем, что в безопасном режиме Solar Orbiter может использовать только резервную антенну связи. Она способна перемещаться "вверх и вниз" по одной оси, но не "влево и вправо" по другой. Это предотвращает ряд потенциальных осложнений, но также означает, что для того, чтобы она смотрела в нужную сторону, возможно, понадобится вращать весь космический корабль.

Решением является так называемое стробирование: если Solar Orbiter когда-либо окажется в безопасном режиме и не сможет обнаружить Землю, он начнет вращаться вокруг одной оси. При этом тепловой экран будет и дальше направлен на Солнце.

"В режиме стробирования Solar Orbiter излучает сигнал особого "тона", как маяк во тьме космоса, — говорит Лейки. — В конце концов, он достигнет Земли. Как только мы обнаружим его на одной из наших наземных станций, мы сможем оценить ситуацию, выяснить, что вызвало безопасный режим, и выполнить действия по решению проблем и восстановлению".

Во всяком случае, это теория. За четыре года пребывания Solar Orbiter в космосе ему ни разу не приходилось полагаться на такой метод восстановления связи. Более того, он никогда не испытывался в полете.

До настоящего времени.

Команды ESOC использовали недавний период низкой задержки связи с Solar Orbiter, чтобы проверить, готовы ли они справиться с настоящим стробирующим восстановлением.

"Мы начали вращать Solar Orbiter, чтобы посмотреть, сможем ли мы обнаружить маяк с помощью резервной антенны, — говорит Лейки. — Мы предварительно загрузили команды для возврата к нормальным операциям на случай, если нам не удастся его обнаружить, поэтому никакого риска для космического корабля не было".

Испытания прошли успешно. Центр управления полетами подтвердил, что сможет обнаружить аварийный маяк Solar Orbiter и определить статус космического корабля в случае его перехода безопасный режим и неисправности приборов отслеживающих звезды.

Это первые жизненно важные шаги по восстановлению контроля над космическим кораблем, которые продемонстрировали готовность команды к этому критическому, но маловероятному сценарию.

"Мы также успешно протестировали нашу способность связываться со спутником в особенно сложных ситуациях. Например, когда его собственный тепловой экран частично закрывает обзор Земли", — рассказывает Лейки.

Это лишь одна из сотен потенциальных проблем, которые эксперты продумывают каждый день. Миссии ЕКА являются уникальными, единственными в своем роде космическими кораблями: они могут столкнуться с проблемами, с которыми никогда не сталкивался ни один другой аппарат.

Существует мало примеров и устоявшихся процедур, на которые можно было положиться в критической ситуации. Поэтому настолько важно проводить проверки операций по восстановлению связи, когда для этого возникает хорошая возможность.

"Мы никогда не перестанем думать о новых проблемах, с которыми могут столкнуться наши миссии, — говорит Лейки. — Или о том, как мы их преодолеем".