Беда не приходит одна: Gaia пережила столкновение и солнечную бурю

Запущенный в декабре 2013 года космический корабль Европейского космического агентства Gaia призван с предельной точностью составить карту местоположения и движения более чем миллиарда звезд Млечного Пути. Но космос — опасное место. В последние месяцы сверхскоростная космическая пыль и самая сильная солнечная буря за 20 лет поставили под угрозу способность аппарата проводить точные измерения.
В апреле крошечная частица размером меньше песчинки на высокой скорости столкнулась с Gaia. Миллионы подобных частиц, известные как микрометеороиды, сгорают в атмосфере Земли каждый день. Но Gaia расположена на расстоянии 1,5 миллионов километров от Земли во второй точке Лагранжа Солнце-Земля. Здесь, вдали от защищающей атмосферы нашей планеты, аппарат часто подвергается воздействию подобных объектов. Столкновения с такими частицами ожидаемы, и космический корабль был спроектирован так, чтобы противостоять им.
Однако в этот раз скорость объекта была очень высокой, а угол атаки — неудачным для космического аппарата. В итоге защитная оболочка Gaia была повреждена. В результате удара образовался небольшой разрыв, который позволил рассеянному солнечному свету проникать внутрь. Несмотря на то, что он примерно в миллиард раз слабее прямого солнечного света, ощущаемого на Земле, время от времени это нарушает работу очень чувствительных датчиков Gaia.
Как только инженеры ЕКА взялись за решение этой проблемы, появилась еще одна. "Камера с разрешением в миллиард пикселей" космического корабля полагается на серию из 106 приборов с зарядовой связью (ПЗС) — датчиков, которые преобразуют свет в электрические сигналы. В мае электроника, управляющая одной из этих матриц, вышла из строя — это первая проблема с ПЗС за более чем 10 лет пребывания Gaia в космосе.
У каждого из датчиков своя роль, а затронутый был жизненно важен для способности подтверждать обнаружение звезд. Без его проверки наблюдений Gaia начала регистрировать тысячи ложных обнаружений.
Примерно в то время, как случилась поломка, на космический аппарат обрушился тот же мощный всплеск энергетических частиц Солнца, который вызвал впечатляющие полярные световые шоу по всему миру. Разумеется, космический корабль был построен так, чтобы противостоять радиации, но в нынешний период высокой солнечной активности он работает на пределе своих возможностей. Вполне возможно, что шторм стал последней каплей для этой части устаревшего оборудования.
Команды Gaia в оперативном центре ESOC ЕКА, технологическом центре ESTEC и астрономическом центре ESAC, эксперты производителя Airbus Defence and Space, а также специалисты по полезной нагрузке Консорциума обработки и анализа данных тесно сотрудничали в течение последних нескольких месяцев. Совместно они изучали, анализировали и, в конечном счете, решали эти проблемы.
"Обычно Gaia отправляет на Землю более 25 гигабайт данных каждый день, но это количество было бы намного больше, если бы бортовое программное обеспечение космического корабля не устраняло ложные обнаружения звезд, — объясняет Эдмунд Серпелл, инженер по эксплуатации космического корабля Gaia в ESOC. — Оба недавних инцидента нарушили этот процесс. В результате космический корабль начал генерировать огромное количество ложных обнаружений, которые перегрузили наши системы",
Очевидно, что отремонтировать космический корабль, находящийся на расстоянии 1,5 миллиона километров, невозможно. Однако, тщательно изменив порог, при котором программное обеспечение Gaia идентифицирует слабую точку света как звезду, специалисты смогли значительно сократить количество ложных обнаружений, вызванных как рассеянным светом, так и проблемами с ПЗС-матрицей.
Благодаря напряженной работе и эффективному сотрудничеству всех участвующих команд, Gaia недавно вернулась к рутинной работе.
Фактически, инженеры воспользовались возможностью, чтобы в еще раз перефокусировать оптику двойных телескопов Gaia. В результате собираемые космическим аппаратом данные теперь лучше, чем когда-либо.
Редактор: Илья Дочар
Источник: Европейское космическое агентство