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NASA 团队加强行动,拯救与火星 Maven 探测器的通讯

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照片: nasa - Tada Images/Shutterstock.com

自 2014 年以来,北美航天局一直在持续不间断地努力与绕这颗红色行星运行的航天器重新建立通信。该设备的信号于去年 12 月初丢失,当时该设备本应在标准轨道机动后从天体的隐藏面重新浮出水面。

迄今为止,负责该任务的工程师和科学家尚未检测到任何响应或遥测,即使在太阳合相时期结束后不久进行了多次接触尝试。

Maven 探针
Maven 探针 – Stanislaw Tokarski/shutterstock.com

在德克萨斯州举行的一次行星科学活动上,负责行星探测部门的主任路易斯·普罗克特证实,技术团队仍然期望在深空定位设备。

在信号突然中断之前,地面天线接收到的数据包表明所有子系统都在正常范围内运行。然而,随后对遥测片段的分析指出了以下技术场景:

– 设备开始绕其自身轴意外旋转。

– 航天器偏离了导航员先前计算的轨道轨迹。

– 高增益天线失去了与地球上接收站的直接对准。

深空追踪的技术努力

工程团队瞄准了深空网络的巨型碟形天线和格林班克天文台设施,试图接收来自航天器的任何无线电发射,无论多么微弱。

除了基于地球的能力之外,好奇号火星车等地面探测飞行器还收到了特定命令来监测来自火星轨道的可能传输。这些协调一致的监听行动在太阳合相结束后立即发生,这是一种天文现象,完全阻断了从一月中旬到下一个运行周期开始之间的行星际通信。

导演路易丝·普罗克特明确强调,这些装备尚未被正式归类为失效或在战斗中丢失。技术工作组全班致力于处理最新的可用导航数据,目的是建立导致通信中断的事件的准确时间表。为调查该异常而成立的特别委员会继续评估发送盲目重置命令的机会之窗。专家们将分析重点放在以下任务关键点上:

– 在几个月没有理想的太阳方向的情况下评估车载电池的充电状态。

– 计算暴露于太空寒冷的科学仪器的热降解率。

– 模拟设备在姿态失败后可能采取的替代轨迹。

运行历史和科学发现

该设备在恶劣的太空环境中连续运行了十二年多,远远超过了其主要任务的预期寿命,其设计寿命仅为一个地球年。

在整个旅程中,该设备收集了大量有关古代火星大气层变薄过程的关键数据,为了解火星如何从潜在的宜居世界转变为今天观察到的寒冷沙漠提供了关键信息。

太阳合动态和射电阻塞

当太阳恰好位于地球和火星之间时,就会发生太阳合相现象,形成天然等离子体屏障,严重干扰用于控制行星际任务的无线电波。

这种天体排列迫使计划中的绝对通信静默期持续大约两周,这是一种标准安全措施,旨在防止被太阳辐射破坏的命令对飞行系统造成不可逆转的损害。

在太阳干扰消散后不久,主动搜索行动就全面恢复,但设备的持续沉默表明,阻塞之前发生的定向故障可能已经损害了全向天线的接收能力。

星际数据中继基础设施

该任务于 2013 年启动,其核心目的是研究挥发性气体的动力学以及太阳风与火星上层大气的相互作用,测量分子流失到太空真空的准确速率。

除了其主要的科学作用外,轨道飞行器还在该机构的电信架构中发挥着关键作用,充当高速中继器,转发地面飞行器产生的所有数据的约百分之二十。

由于该通信节点暂时不可用,其他老旧航天器,例如火星勘测轨道器和火星奥德赛号,需要承担更大的工作量,以确保科学和工程数据的流动。

由欧洲机构运营的气体跟踪轨道飞行器也被纳入这项合作工作中,调整其飞越窗口以提供额外的中继支持并防止探索火星陨石坑的漫游车内存中的数据积累。

未来任务的战略规划

这一重要轨道资产的长期缺失加速了有关迫切需要现代化和扩大专用于这颗红色星球的电信基础设施的内部讨论。系统工程师正在评估开发新一代中继卫星的几个概念提案,这些卫星专门设计用于支持先进机器人探索任务和未来载人探险所需的不断增加的数据量。

私营航空航天部门的参与似乎是加速实施这一新的星际通信网络的可行替代方案。正在设计战略伙伴关系,以便能够将小型商业卫星星座发射到火星轨道,这将保证连续和冗余的无线电覆盖,从而减轻与个人和老化设备丢失相关的风险。

持续调查和持续监控

过去十年收集的信息将在未来许多年继续产生科学出版物和发现,作为地球地质演化与内太阳系其他岩石天体地质演化比较气候模型的基础。飞行运营团队因其韧性和创新能力而受到天文学界的广泛认可,他们使用深空网络的七十米直径天线维持频率扫描例程。异常审查委员会的工作没有严格的正式终止接触尝试的最后期限,其日常决策基于对历史遥测和漂移航天器热行为数学模型的彻底分析。地面任务继续进行,钻探和土壤分析计划保持不变,这证明了国际协作中继网络的稳健性,该网络支撑着对火星环境的持续科学探索。

应急方案评估

任务控制中心的应急协议仍然处于激活状态,确保值班团队立即调查无线电频谱中的任何异常情况。

剩余的轨道舰队确保日常运行的稳定性,维持科学发现的流动,同时不断评估丢失设备的命运。

深空监测

该航天局重申其对行星探索的承诺,并保持监听渠道开放,等待未来几周火星沉默中可能出现的任何信号。