Si po i mban gjallë misionet hapësinore teknologjia e vjetër?

Disa nga misionet më të famshme hapësinore, duke përfshirë dy sondat Voyager, kanë eksploruar sistemin tonë diellor për dekada. Teknologjia që ndihmon për t’i mbajtur ato lart, megjithatë, nuk është ajo që prisni.

U deshën më shumë se dhjetë vjet për të projektuar dhe ndërtuar katër satelitë identik Cluster të Evropës për lëshim; dhe vetëm 39 sekonda për t’i humbur të gjitha shkaku i një shpërthimi të madh.

Mbetjet e tyre ranë si shi në xhunglën e Amerikës së Jugut ndërsa raketa “Ariane 5” doli nga kursi dhe shpërtheu, raporton bbc.

Fatkeqësia ishte një nga dështimet më të mëdha dhe më spektakolare të Agjencisë Evropiane të Hapësirës (ESA). Por, brenda disa muajsh, puna kishte filluar për një mision zëvendësues, Cluster II.

E krijuar për të hetuar ndërveprimin midis grimcave të ngarkuara nga Dielli – erës diellore – dhe balonit magnetik që rrethon Tokën, e njohur si magnetosfera, Cluster II renditet si një nga misionet shkencore më të suksesshme dhe më jetëgjata ndonjëherë. Satelitët (të quajtur Rumba, Salsa, Samba dhe Tango, meqë ju pyesni) sapo kanë festuar 23 vjet në orbitë.

“Misioni ishte projektuar për të zgjatur vetëm tre vjet”, thotë menaxheri i operacioneve të misionit Cluster në Qendrën Evropiane të Operacioneve Hapësinore (Esoc) në Darmstadt në Gjermani, Bruno Sousa. “Është një grup shkencëtarësh shumë entuziastë që punojnë në mision – disa prej tyre mezi po presin që të përfundojë misioni në mënyrë që të mund të gëzojnë pensionin e tyre”.

Cluster është një nga shumë misionet ende të gjalla sot falë aftësive dhe zgjuarsisë së ekipeve inxhinierike dhe shkencore që qëndrojnë pas tyre, duke zgjidhur problemet e defekteve, keq funksionimeve dhe dështimeve gati katastrofike. Sfida e ruajtjes së mjeteve hapësinore për një kohë të gjatë pas datës origjinale të skadimit u theksua kohët e fundit kur kontrollorët humbën shkurtimisht kontaktin me Voyager 2.

Të nisura pothuajse 46 vjet më parë në vitin 1977, sondat binjake Voyager vazhdojnë të dërgojnë të dhëna nga përtej Sistemi Diellor, transmeton Telegrafi.

Anija kozmike po kontrollohet ende nga e njëjta kabinë ngjyrë bezhë në një aneks të Laboratorit Propulsionit Jet (JPL), ku gjendet një tabelë e bërë prej kartoni ku shkruan “Pajisje me rëndësi për misionin – JU LUTEMI MOS E PREKNI”.

Konfigurimi është i njohur për kontrollorët e misionit të Grupit Cluster, të cilët kanë pasur qasje në softuerin e kontrollit tokësor të shekullit të XX-të të ndërtuar përmes një sistemi operativ të vjetër.

“Kemi zhvilluar një konfigurim të ndërlikuar ku kemi serverë modern Linux që drejtojnë një mjedis virtual me një emulator të sistemit operativ të vjetruar”, thotë Sousa. “Personi që drejton softuerin është pjesë e ekipit origjinal, ai do të pensionohet kur të përfundojë misioni”.

Energjia elektria ka qenë gjithashtu një problem. Satelitët Cluster janë të pajisur me pajisje diellore për energji elektrike, por, dy herë në vit, ata mbetën në hijen që e krijon Toka dhe kanë nevojë për bateri që të mbijetojnë.

“Bateritë ishin projektuar të zgjasin vetëm pesë vjet dhe pas vitit të gjashtë filluam të humbnim kapacitetin”, thotë Sousa. “Pastaj patëm çarje dhe përfundimisht rrjedhje, të cilat u bënë plotësisht të papërdorshme”.

Zgjidhja ishte të çaktivizonim satelitët kur ata t’i afroheshin hijes dhe pastaj t’i dërgonim sinjale për t’i riaktivizuar në sekuenca të automatizuar. Është sikur të ristartoni telefonin – dy herë në vit. Në fakt, kur vjen puna tek kujdesi pas-kozmik, prodhuesve shpesh u kërkohet të ndërhyjnë.

Merrni shembull teleskopin hapësinor XMM-Newton të Esa-s dhjetë metra të gjatë. I ndërtuar nga Airbus dhe i projektuar për të vëzhguar emetimet e rrezeve X nga galaktikat e largëta, gjatë 24 vjetëve teleskopi i madh ka qenë dëshmitar i vrimave të zeza, ka dëshmuar lindjen dhe vdekjen e yjeve dhe ka ndihmuar në transformimin e kuptimit tonë të universit të padukshëm. Por pas 10 vjetësh nga fillimi i misionit të tij, po tregon shenja të dobësimit.

Si shumë satelitë, XMM-Newton ka motorë reagimi për manovrim dhe përdor rrota reagimi për të mbajtur stabilitetin. Të fuqizuara nga grupet diellore, këto rrota rrotullohen shpejt për të krijuar një forcë që mjeti qarkullues të rrotullohet në drejtimin e kundërt.

Teleskopi ishte projektuar të funksiononte me tre rrota, me një të katërt si rezervë. Por, si një hard disk kompjuterik në vështirësi, pas një dekade këto pjesë lëvizëse po konsumoheshin.

Në vend që të prisnin derisa rrotat e reagimit të hiqnin dorë plotësisht, kontrollorët e misionit aktivizuan rrotën e katërt, por të gjitha rrotat i drejtuan me një shpejtësi më të ngadaltë.

“Ne projektuam algoritmet dhe softuerin e detajuar ndërsa i ngarkuam në anijen kozmike në vitin 2013”, shpjegon inxhinieri i Airbus me bazë në Mbretërinë e Bashkuar, Patrick Chapman, i cili kishte punuar në XMM-Newton që nga viti 1995. “Është ende i shëndetshëm. Madje po kursen karburant”.

Zhvillimi i zgjidhjes që e shpëtoi teleskopin shtrihet gjatë disa muajve, por ndonjëherë koha nuk është opsion.

Në orën 10:30, më 22 shtator të vitit 2021, alarmet ranë në dhomën e kontrollit të misionit Integral të Esa-s në Esoc. Një rrotë reagimi kishte ndaluar së punuari në observatorin 19-vjeçar të rrezeve gama, duke e futur satelitin në modalitetin e sigurt, por, më keq, duke e bërë atë të dalë ngadalë jashtë kontrollit.

“Shumë alarme u ndezën dhe vetëm tre orë energji elektrike kishte sateliti”, thotë menaxheri i operacioneve të misionit Richard Southworth.

“Po mbaronte energjia elektrike sepse po rrotullohej larg Diellit”, shton inxhinierja e operacioneve të anijes kozmike, Greta De Marco.

Southworth thotë se në disa mënyra ata ishin me fat. “Ishte mëngjes, ne ishim të gjithë në punë dhe, rastësisht, isha në një telefonatë në Zoom me rreth 100 inxhinierë të Airbus, në mënyrë që të mund të ndaja anomalinë me ta”.

Ekipi duhej të blinte kohë për të gjetur se si t’i tregonte satelitit se ku po shkonte, thotë De Marco. “Ne morëm vendimin për të hequr instrumentet”.

“Bateritë po mbaronin dhe unë e dija se nëse do të duhej të rrotulloheshim edhe një herë, atëherë ky do ishte fundi”, thotë Southworth. “Në atë moment isha pak pesimist”.

Më në fund, edhe pse komunikimet ndërpriten ndonjëherë nga rrotullimi, ekipi arriti të rregullojë shpejtësinë e rrotave të tjera të reagimit.

“Ai ishte momenti kur mendova, kjo duhet të funksionojë ose ne kemi mbaruar”, thotë Southworth.

“Pas orësh dhe orësh dhe shumë njerëz të përfshirë”, thotë De Marco, “ne arritëm ta kthenim satelitin nën kontroll”.

Që atëherë, Integral ka funksionuar mirë. Por, çka nëse diçka nuk shkon kur anija juaj e moshuar është rreth 150 milionë kilometra (93 milionë milje) larg?

I nisur në vitin 2003, Mars Express i Esa-s ishte projektuar për tu lëvizur rreth Marsit për dy vjet. Pas gati 20 vjetësh, misioni ka analizuar atmosferën dhe ka ofruar imazhe mahnitëse të sipërfaqes së Marsit, si dhe ka vepruar si një stafetë për një seri roverësh të NASA-s.

Ashtu si kolegët e tyre, edhe kontrollorëve u është dashur të përballen me sistemet kompjuterike të moshuara. Pas një defekti me kompjuterin e tij në bord, për shembull, inxhinierët përpunuan një mënyrë të re për ngarkimin e komandave në memorien 2MB RAM të anijes (vetëm për krahasim, një iPhone 14 fillon me 128 GB – që është 64,000 herë më shumë memorie).

Ata zbuluan gjithashtu se softueri origjinal për një pjesë të sistemit të navigimit në bord po funksiononte në një kompjuter me sistem operativ Windows 98 që askush nuk mund ta gjente fjalëkalimin dhe përfundoi duke përdorur prerëse bulonash për të nxjerrë disqet e ngurtë. Por, sfida më e madhe erdhi pesë vjet më parë dhe, edhe një herë, ishte një dështim mekanik që kërcënoi ta dërgonte misionin në një fund të parakohshëm.

Mars Express është i pajisur me gjashtë xhiroskopë për të matur rrotullimin. Së bashku me dy kamera – të njohura si gjurmues yjesh – këto i mundësojnë anijes kozmike të përcaktojë orientimin e saj në hapësirë. Por, në vitin 2017 ishte e qartë se xhirot po dështonin.

“Ne patëm një takim të madh ku diskutuam rreth gjendjes së anijes dhe arritëm në përfundimin se i kishin mbetur edhe dy vjet jetë”, thotë inxhinieri i operacioneve të anijes kozmike, Simon Wood.

Për fat të mirë, anija kozmike u ndërtua në një dizajn standard, i cili u përdor gjithashtu për misione të tjera, duke përfshirë eksploruesin e kometës, Rosetta. Edhe pse Mars Express, kurrë nuk ishte krijuar për të funksionuar pa xhirosin e tij, softueri i Rosetta lejoi që xhirot e tij të fiken.

Pra, a mund të hakojmë kodin e krijuar më shumë se 20 vjet më parë për Rosettën dhe ta bëjnë atë të funksionojë për Mars Express?

“Shumica e kolegëve tanë menduan se ishim të çmendur sepse vetë ideja që do të futeshe thellë në kodin burimor të softuerit në bord ishte pothuajse e padëgjuar”, thotë Wood. “Por, ne filluam misionin”

Në vitin 2018, ata u përgatitën të ngarkonin softuerin dhe të riaktivizonin anijen. “Anija kozmike nuk ishte riaktivizuar nga i ftohti për 12 vjet, kështu që nuk ishte pa rreziqe”, thotë Wood. “Funksionoi më mirë se sa që guxuam të shpresonim ndonjëherë dhe tani kemi një zgjatje të misionit deri në vitin 2028”.

Por, një tjetër mision në orbitë në Mars ka zgjatur edhe më shumë. Me 95 mijë orbita në orë, Odyssey e NASA-s është anija kozmike më e vjetër në orbitë që operon rreth një planeti tjetër.

“Ndihem shumë me fat që kam një robot kaq të fuqishëm në Mars”, thotë shkencëtari i projektit të misionit Jeffrey Plaut, i cili e quan fazën aktuale një “epokë të artë” të eksplorimit të Marsit. “Misioni pritej të zgjaste vetëm disa vite dhe është kënaqësi sepse na lejon të bëjmë shkencë që nuk e prisnim kurrë, veçanërisht monitorimin afatgjatë të motit dhe klimës në Mars… është me të vërtetë e jashtëzakonshme”.

Plaut ka punuar në Odyssey që kur arriti në orbitën e Marsit në vitin 2001, por ekipi aktual i operacioneve, me bazë në JPL në Pasadena, ka qenë në mision vetëm për 18 muaj.

Menaxheri i misionit Jared Call është përgjegjës për mbajtjen gjallë të anijes kozmike sa më gjatë të jetë e mundur. Idealisht më gjatë se rivali Esa. “Unë nuk di se ka garë [me Mars Express], por nëse kemi, shpresoj të fitojmë”, qesh Call.

Megjithatë, përfundimisht, të dy orbitat e Marsit do të mbeten pa karburant. “Anija kozmike nuk ka një matës karburanti”, thotë Call.

Me mesazhet e tyre nga Toka në një disk të artë të lidhur në anët e tyre, anijet kozmike binjake Voyager do të vazhdojë udhëtimin e tyre për miliona vjet – trashëgimia jonë në Univers shumë kohë pasi të jemi larguar. /Telegrafi/