W 3 godziny musieli naprawić kosmiczną sondę. Zrobili to, nie wychodząc z domu

Kiedy 13 kwietnia 1970 r. w module serwisowym statku Apollo 13 zmierzającego w stronę Księżyca doszło do eksplozji, naukowcy w centrum kontroli misji wiedzieli, że nie ma czasu do stracenia, bowiem na kolejnych godzinach wisi powodzenie misji i życie załogi. Pół wieku później, we wrześniu 2021 r. podobną adrenalinę odczuli inżynierowie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) czuwający nad misją kosmicznego teleskopu Integral. Choć tym razem sytuacja nie dotyczyła życia ludzkiego, to misja ratowania teleskopu wymagała pełnej mobilizacji.

Integral jest działającym już od 2002 roku sztucznym satelitą służącym do obserwowania źródeł promieniowania gamma we wszechświecie. Satelita porusza się po orbicie eliptycznej, po której na zmianę zbliża się do Ziemi na 1500 km i oddala na 153 000 km. Przy każdym okrążeniu, co 3 dni satelita przechodzi przez wewnętrzny pas Van Allena, czyli obszar bardzo intensywnego promieniowania otaczającego Ziemię. To właśnie pasami Van Allena przemieszczają się naładowane elektrony i protony o wysokiej energii, schwytane przez ziemskie pole magnetyczne.

Dwudziestego drugiego września 2021 r. na Ziemię dotarła informacja, że sonda Integral przeszła w tryb awaryjnych. Szybkie sprawdzenie danych wykazało, że doszło do zatrzymania jednego z tzw. kół reakcyjnych, które służą do kontrolowania orientacji satelity w przestrzeni. Skoro koło reakcyjne się zatrzymało, sam satelita zaczął się obracać wokół jednej ze swoich osi. Z uwagi na to, że wyposażony był w antenę kierunkową wraz z obrotem, na zmianę tracił i przywracał kontakt z Ziemią. Co więcej, akumulatory na pokładzie statku zaczęły się bardzo szybko rozładowywać.

W tej sytuacji natychmiastowo podjęto decyzję o rozpoczęciu prac ratunkowych. Zespół kontroli lotu z Europejskiej Agencji Kosmicznej wraz ze specjalistami z Airbus Defence & Space szybko ustalił przyczynę awarii sondy Integral. Podczas przelatywania przez pas Van Allena jedna z wysokoenergetycznych cząstek uderzyła w jeden z instrumentów satelity, zaburzając jego pracę.

Efekt był natychmiastowy: koło reakcyjne się zatrzymało, przez co sonda Integral zaczęła się obracać (prawo zachowania energii). Co prawda włączył się system awaryjny, który powinien odpowiadać za utrzymanie położenia sondy, ale z uwagi na wcześniejszą usterkę nie był w stanie tego zrobić.

Mimo tego, że pracę koła reakcyjnego udało się przywrócić, sonda Integral nadal obracała się wokół swojej osi i to w tempie pięciokrotnie wyższym od maksimum dla tego urządzenia. Na Ziemię zatem docierały tylko fragmenty danych, gdy akurat anteny sondy były skierowane w stronę naszej planety.
Większym problemem okazał się zapas mocy na pokładzie satelity. Panele słoneczne, które normalnie skierowane są w stronę Słońca, teraz ładowały się tylko przez chwilę podczas całego obrotu sondy.

Aby zachować jak najwięcej energii na pokładzie sondy Integral, inżynierowie bezzwłocznie wyłączyli wszystkie zbędne instrumenty. W ten sposób pozostały ładunek mógł wystarczyć nie na trzy godziny pracy, a na sześć.

W ciągu tych kluczowych sześciu godzin inżynierowie opracowali całą sekwencję komend, która powinna zmienić tak prędkość poszczególnych kół reakcyjnych, aby dało się zatrzymać rotację sondy i przywrócić ją do stanu pierwotnego.

Ryzykując zasadniczo wszystko, komendy wysłano na pokład sondy. Trzy godziny później, Integral działał już, jak gdyby nigdy nic się nie stało. Tylko szybkie działanie specjalistów pozwoliło uniknąć gwałtownego zakończenia niezwykle udanej misji. Co ciekawe, większość specjalistów pracujących nad przywróceniem sondy do życia pracowała zdalnie z własnych domów, walcząc z Integralem do wczesnych godzin porannych. Kierownik zespołu pracującego nad rozwiązaniem problemu w trakcie całej akcji przebywał natomiast w pociągu.

Warto tutaj podkreślić, że satelita Integral wystrzelony w 2002 r. miał docelowo działać na orbicie przez dwa lata. Po tym czasie jednak przedłużono jego misję o kolejnych 5 lat. Tymczasem mamy 2021 r. i sonda Integral dalej spisuje się rewelacyjnie i jak widać, w razie usterki, nadal daje się naprawić. Ach, gdyby ktoś na Ziemi produkował jeszcze tak niezawodne samochody…