El Solar Orbiter de la ESA/NASA se acerca al punto más cercano al sol en su órbita actual. Es un momento importante para las actividades científicas de la misión, y el equipo de control de la misión de la ESA se está preparando constantemente para cualquier posible problema que pueda enfrentar la nave espacial al pasar cerca de nuestra estrella activa e impredecible.
Control de misión a Solar Orbiter. Entra en Solar Orbiter...
"Es nuestro peor escenario", afirma el controlador de vuelo Daniel Lakey. "Si Solar Orbiter sufriera algún problema importante a bordo y luego no pudiéramos restablecer las comunicaciones."
El acercamiento del Solar Orbiter al sol ("perihelio") es un período de máxima actividad científica.
Requiere equipos de control de vuelo y expertos en dinámica de vuelo en el centro de control de misión ESOC de la ESA para llevar a cabo una serie de operaciones altamente complejas.
Si algo sale mal durante estas actividades, la nave espacial podría reiniciarse automáticamente al "modo seguro".
En modo seguro, el software de la nave espacial se reinicia y sólo se reactivan sus funciones más básicas. Luego, los equipos en la Tierra descubren qué activó el modo seguro, resuelven el problema y reinician sistemas más avanzados, como instrumentos científicos.
Un modo seguro durante el perihelio sería particularmente malo debido al grave impacto en las operaciones científicas durante este período tan ocupado.
Solar Orbiter también tiene menos energía disponible durante el perihelio, ya que el intenso calor requiere que incline sus paneles solares lejos del sol para evitar daños.
La nave espacial debe recuperarse lo más rápido posible antes de que la ciencia se pierda o, peor aún, se quede sin energía.
"El sol es tan brillante que incluso un sensor solar básico es suficiente para garantizar que Solar Orbiter siempre sepa dónde está el sol y pueda apuntar su escudo térmico hacia él. Este sensor se activa durante el modo seguro y mantiene los sistemas internos de la nave espacial a salvo de la radiación que emana de nuestra estrella", afirma Lakey.
"Así que sabemos que Solar Orbiter siempre apuntará su 'frente' hacia el sol. Pero para determinar en qué dirección está 'arriba', confiamos en los rastreadores de estrellas".
La máxima prioridad para una nave espacial en modo seguro es apuntar su antena de comunicaciones hacia la Tierra y restablecer el contacto lo antes posible.
Los rastreadores de estrellas se encienden automáticamente durante el modo seguro y la nave espacial los utiliza para reconocer ciertos patrones de estrellas. Luego puede determinar su orientación y en qué dirección debe apuntar su antena para comunicarse con la Tierra.
"Pero si los rastreadores de estrellas no logran localizar las estrellas correctas, o la secuencia de recuperación se interrumpe antes de que puedan encenderse, Solar Orbiter no tiene forma de saber dónde está la Tierra."
Girando hacia el control
Para hacer la situación aún más desafiante, en modo seguro, Solar Orbiter solo puede usar su antena de comunicación de respaldo.
La antena de respaldo puede moverse "arriba y abajo" en un eje, pero no "izquierda y derecha" en el otro. Esto evita una serie de posibles complicaciones, pero también significa que toda la nave espacial debe girar para apuntar la antena en determinadas direcciones.
La solución es "estroboscópico":si Solar Orbiter alguna vez se encuentra en modo seguro y no puede localizar la Tierra, comenzará a girar alrededor de un eje mientras mantiene su escudo térmico apuntando de manera segura al sol.
"En modo estroboscópico, Solar Orbiter emite una señal con un 'tono' especial:una baliza en la oscuridad del espacio", dice Lakey.
"Con el tiempo, esta señal se extenderá por la Tierra. Tan pronto como la detectemos en una de nuestras estaciones terrestres, podremos evaluar la situación, determinar qué causó el modo seguro y llevar a cabo nuestras operaciones de recuperación y resolución de problemas".
Esa es la teoría, de todos modos. Durante los cuatro años que Solar Orbiter estuvo en el espacio, nunca tuvo que depender de una recuperación estroboscópica y nunca se probó en vuelo.
Hasta ahora.
Los equipos de ESOC aprovecharon un período reciente de baja demora en la comunicación con Solar Orbiter para probar si están listos para manejar una recuperación estroboscópica real.
"Comenzamos a hacer girar el Solar Orbiter y ver si podíamos detectar la baliza desde la antena de respaldo", dice Lakey. "Precargamos comandos para volver a las operaciones normales en caso de que no pudiéramos detectarlo, por lo que nunca hubo ningún riesgo para la nave espacial".
Las pruebas de recuperación fueron un éxito. Los equipos confirmaron que podían detectar la baliza de emergencia de Solar Orbiter e identificar el estado de la nave espacial en caso de un modo seguro con rastreadores de estrellas que no funcionan correctamente.
Estos son los primeros pasos vitales para recuperar el control de la nave espacial y demostraron la preparación del equipo para este escenario crítico pero improbable.
"También probamos con éxito nuestra capacidad de comunicarnos con el satélite en situaciones particularmente difíciles, como cuando su propio escudo térmico oscurece parcialmente la visión de la antena de la Tierra."
Este es solo uno de los cientos de problemas potenciales que nuestros equipos idean y planifican todos los días. Las misiones de la ESA son naves espaciales únicas en su tipo:pueden enfrentar problemas que ninguna otra nave espacial ha tenido jamás.
Hay pocos ejemplos similares de los que aprender y pocos procedimientos establecidos a seguir. Es fundamental probar nuestras operaciones de recuperación de naves en el espacio y que los equipos en la Tierra las practiquen cuando tengan una buena oportunidad.
"Nunca dejaremos de pensar en los nuevos desafíos que nuestras misiones podrían enfrentar", dice Lakey. "O sobre cómo los superaríamos."
Proporcionado por la Agencia Espacial Europea
