Оновлення програмного забезпечення космічного апарата на відстані 140 мільйонів кілометрів від Землі

Як встановити нове програмне забезпечення на комп'ютер, до якого неможливо доторкнутися, що мчить крізь глибокий космос зі швидкістю понад дванадцять кілометрів на секунду? Це завдання постало перед командою управління місією ESA Hera, яка успішно виконала цю складну задачу, підготувавши космічний апарат до найважливішої фази його подорожі.

Hera, разом із двома малими CubeSats, які вона випустить наступного року, наближається до астероїдної пари Didymos і Dimorphos, свого кінцевого призначення (Credit : ESA)

На даний момент Hera знаходиться приблизно за 140 мільйонів кілометрів від Землі, прямує до астероїда Диморфос, що обертається навколо більшого астероїда Дидимос. Кожна команда, надіслана до апарата, повинна подолати шлях через величезну 35-метрову антену, точно націлену на потрібну ділянку неба. Навіть при швидкості світла сигнал потребує майже вісім хвилин, щоб дістатися до апарата, а потім ще вісім хвилин, щоб отримати відповідь. Немає можливості швидко виправити помилку, якщо щось піде не так.

Після успішного завантаження нового програмного забезпечення команда зіткнулася з ще більш напруженим етапом — перезавантаженням всього космічного апарата, і це не один раз, а двічі. Бортовий комп'ютер Hera працює на двох паралельних оброблювальних потоках для забезпечення надійності, тому кожен з них потребував ретельного перезавантаження та оцінки. Сім членів основної команди були готові в контрольній кімнаті, очікуючи на можливість, що космічний апарат може не вийти на зв'язок вчасно. Обидва рази перезавантаження пройшло точно за планом.

Перш ніж надіслати будь-яку команду до реального космічного апарата, програмне забезпечення тестувалося протягом півтора року на п'ятдесяти окремих тестових днях, використовуючи повнофункціональну репліку Hera у головному підряднику OHB у Бремені, яку назвали просто "Станція". Інженери відпрацьовували всі аспекти автономної поведінки, які Hera знадобляться після досягнення цілі, включаючи способи комунікації з двома малими CubeSats, які вона планує випустити на початку наступного року.

Причиною, чому Hera була запущена без остаточного програмного забезпечення, є часові обмеження. Місія мала залишити Землю в жовтні 2024 року, щоб скористатися можливістю прольоту повз Марс навесні наступного року, адже пропуск цього вікна додав би роки до подорожі. Замість того, щоб затримувати запуск, команда вирішила продовжувати роботу протягом тривалої фази польоту, поступово надолужуючи.

Станція OHB для тестування авіоніки Hera, відома як "Станція", повна робоча репліка Hera, яка використовувалася для відпрацювання оновлення програмного забезпечення протягом вісімнадцяти місяців перед його відправкою до реального космічного апарата (Credit : ESA/OHB)

Диморфос вже увійшов в історію як перший об'єкт у Сонячній системі, орбіту якого свідомо змінили дії людини, коли NASA's DART вдарив по ньому у вересні 2022 року. Це зіткнення було настільки яскравим, що його було видно з телескопів на Землі, але те, що сталося з астероїдом внаслідок цього удару, залишалося загадкою. Hera тепер прямує до цього об'єкта, щоб провести детальне обстеження місця удару, перетворюючи один з найсміливіших експериментів людства на знання, на які ми можемо покладатися, якщо нам коли-небудь знадобиться відхилити справді небезпечний астероїд з його курсу.