Auch wenn es noch sieben Jahre dauern wird, bis wir es erreichen JupiterDER SAFT Die Mission schreitet rasant voran – und ein kürzlich durchgeführter Test simulierte den Flug der Raumsonde der Mission in der Nähe des eisigen Mondes Jovie. Callisto.
Nach dem Start vom europäischen Weltraumbahnhof in Französisch-Guayana vor einem JahrDer Jupiter Icy Moons Explorer, bekannt als JUICE, befindet sich noch im Inneren Sonnensystem, und bereitet sich auf eine Reihe von Gravitationsunterstützungen vor, die ihn auf eine Flugbahn zu Jupiter im Jahr 2031 bringen werden. Sein erster Anlaufhafen wird der äußerste galiläische Mond des Riesenplaneten, Callisto, sein. Dies wird der erste von 35 geplanten Vorbeiflügen an den Monden des Gasplaneten Callisto sein. Ganymed Und Europabevor die Raumsonde die Umlaufbahn um Ganymed erreicht.
Im Europäischen Weltraumkontrollzentrum (ESOC) in Deutschland bereitet sich das Missionsteam bereits auf diesen ersten Vorbeiflug vor, allerdings unter Verwendung des technischen Modells des Raumfahrzeugs. Es ist eine exakte Nachbildung des Flugmodells, das derzeit im Weltraum navigiert, mit der gleichen Hardware, Software und Instrumenten. Der einzige Unterschied besteht darin, dass es in einem Reinraum in Darmstadt stattfindet.
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Das Problem, mit dem JUICE und in der Tat jede Mission zum Jupiter konfrontiert sind, Zeitverzögerung – wie lange es dauert, bis Funksignale das Raumschiff von der Erde erreichen und umgekehrt. Dieser Übergang kann 33 Minuten dauern, wenn Jupiter der Erde am nächsten ist (Opposition), und 54 Minuten, wenn er sich auf der anderen Seite des Sonnensystems befindet. Daher ist JUICE mit einer Software programmiert, die in der Lage ist, autonom zu denken und zu planen, ohne auf Befehle warten zu müssen.
Beispielsweise wird die Autonomie von JUICE bei der Beobachtung der Oberflächeneigenschaften von Callisto bei Vorbeiflügen von entscheidender Bedeutung sein. Da wir die genaue Position von JUICE beim Durchqueren des Gravitationsfelds von Callisto nicht kennen können, muss der Bordcomputer die Ausrichtung des Raumfahrzeugs übernehmen und feinabstimmen, damit es mit seinen Instrumenten einzelne Merkmale der Oberfläche mit einer Präzision von einem Bruchteil von anvisieren kann ein Grad. .
„Wir brauchen JUICE, um mit seinen eigenen ‚Augen‘ und seinem eigenen ‚Gehirn‘ reagieren zu können“, sagte Ignacio Tanco, Flugbetriebsleiter von JUICE bei einer europäischen Raumfahrtagentur. Pressemitteilung. „Wenn Callisto in Sichtweite seiner Navigationskamera kommt, sollte es in der Lage sein, wichtige Merkmale auf der Mondoberfläche zu identifizieren, sich zu drehen, um seine Instrumente auf sie zu richten, und sich dann weiter zu drehen, um sie zu finden. Während des Schwebens im Blickfeld zu bleiben.“
Das ESOC-Team musste dem technischen Modell vorgaukeln, dass es sich tatsächlich im Weltraum befinde und über Callisto flog, indem es computergenerierte Bilder von Callisto in die Navigationskamera des Modells projizierte. Die Bilder ahmen die Ausrichtung und Phase nach, die Callisto haben wird, wenn JUICE im Jahr 2031 den echten Vorbeiflug durchführt.
Giulio Pinzan, ein Raumfahrzeugbetriebsingenieur bei der Europäischen Weltraumorganisation, verglich es damit, das technische Modell an ein immersives Virtual-Reality-Headset anzuschließen und es in diesem virtuellen Raum bewegen zu lassen.
„Die Navigationssoftware muss auf diese Bilder reagiert haben“, erklärte Pinzan. „Wenn ihm auffällt, dass er sich Callisto aus dem falschen Winkel oder der falschen Richtung nähert, sollte er versuchen, diese Fehler ohne unsere Hilfe zu korrigieren.“
Für die Tests am ESOC wurden drei Tage eingeplant, und es würde nicht einfach werden – das Ziel dieser Tests besteht darin, die Probleme auszubügeln. Aufgrund der Komplexität der Aufgabe war ein erster Test auf einem Softwaresimulator nicht möglich, wo die meisten Probleme gelöst werden konnten. Stattdessen ging das JUICE-Team davon aus, dass es viele Versuche und Irrtümer durchlaufen und die Software neu schreiben musste, damit sie funktionierte.
Dennoch war das technische Modell vom ersten Tag an erfolgreich, da es erfolgreich Bilder von Callisto anvisierte und an Orten auf der eisigen Oberfläche des Mondes festhielt, während es einen virtuellen Vorbeiflug durchführte und rollte, um den Mond im Blick zu behalten.
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„Wir müssen unserem Flight Dynamics-Team wirklich gratulieren“, sagte Giulio. „Ihre mathematischen Berechnungen waren perfekt und ermöglichten uns bei den ersten Versuchen einen sauberen Vorbeiflug, trotz der fehlenden Erfahrung, die sie normalerweise durch Experimente mit dem Softwaresimulator sammeln konnten. Es war wirklich erstaunlich. Sie haben uns sogar überrascht.“
DER Der nächste Schritt Denn die reale JUICE-Mission ist ein Lunar-Earth Gravity Assist, kurz LEGA, im August. Zuerst wird JUICE über unserem schweben Mond und einen Teil seines Orbitalimpulses stehlen, woraufhin er weniger als 24 Stunden später an der Erde vorbeiflog und zusätzliche Schwerkraftunterstützung erhielt, um seine Geschwindigkeit zu erhöhen. Dies ist das erste Mal, dass diese Art von Dual-Gravity-Unterstützung versucht wird, aber da JUICE eines der massereichsten interplanetaren Raumschiffe ist, die jemals gestartet wurden, benötigt es mehr Hilfe bei der Bewegung zwischen den Planeten. Im Jahr 2025 wird JUICE von einer zusätzlichen Schwerkraftunterstützung profitieren VenusDann werden zwei weitere Vorbeiflüge nur an der Erde in den Jahren 2026 und 2029 der Raumsonde genügend Geschwindigkeit verleihen, um der Schwerkraft der Sonne gut zu entkommen und schließlich in Richtung Jupiter zu fliegen.