p Amanhã um ano atrás, uma falha na espaçonave Integral significou que ela disparou seus propulsores provavelmente pela última vez. Nos dias que se seguiram, a espaçonave em órbita da Terra continuou a lançar luz sobre o violento universo de raios gama, e em breve deve estar funcionando de forma ainda mais eficiente do que antes, à medida que as equipes de controle de missão implementam uma nova maneira engenhosa de controlar a nave espacial de 18 anos. p Controle da missão, nós temos um problema

p No verão de 2020, enquanto a Equipe de Controle de Voo Integral na Alemanha estava se acostumando a um ambiente de trabalho muito diferente - aprendendo a voar em sua missão de casa enquanto lidava com a incerteza criada pela pandemia COVID-19 - a espaçonave decidiu colocar outra chave inglesa no trabalho.

p Um dia, O Integral entrou no "Modo de Segurança" - quando os instrumentos são desligados e uma espaçonave executa apenas suas funções mais básicas, enquanto enfrenta o Sol para garantir que recebe energia total - alertando sua equipe de controle sobre um problema. Sob o controle do modo de segurança, Integral parecia entrar em eclipse, um período normal de escuridão à medida que a Terra fica entre a espaçonave e o sol. Contudo, nenhum eclipse foi programado.

p "O satélite girou repentinamente para longe do Sol, o que foi um acontecimento muito inesperado e estranho. Nunca tínhamos visto nada assim antes, "explica Richard Southworth, Gerente de Operações para a missão.

p "Logo ficou claro que tínhamos um grande problema. Havia um problema geral com o sistema de propulsão do Integral. Como não podíamos mais confiar em seus propulsores, tivemos que sair do modo de segurança rapidamente, assumir o controle da espaçonave usando suas rodas de reação e depois descobrir o que fazer. "

p Por que os propulsores são importantes para uma missão sensível

p Como o Integral já está em órbita, por que ainda precisamos de seus propulsores? Para se livrar do excesso de 'momento angular. "

p Integral geralmente aponta para uma única fonte, por exemplo, um buraco negro distante, por muitas horas. Durante este tempo, ele está sujeito a forças externas que o fazem girar, em particular, a pressão de radiação do Sol atuando nas enormes matrizes solares de 18 metros da espaçonave.

p Para neutralizar esta força solar e manter a espaçonave apontando para seu alvo, a equipe usa "rodas de reação" - rodas que armazenam energia enquanto giram, e pode ser usado para controlar sutilmente a direção em que uma espaçonave aponta sem a necessidade de propulsores. Essas rodas "absorvem" a energia extra do Sol, mantendo o Integral na posição e garantindo que continue sendo o observatório de raios gama mais sensível já voado.

p Ao longo de alguns dias, o excesso de energia se acumula nas rodas de reação na forma de "momento angular" - o equivalente rotacional de uma força em linha reta, por exemplo, a energia armazenada quando você gira em uma cadeira giratória.

p A cada dois a três dias, as rodas de reação atingem uma velocidade máxima e não conseguem mais absorver o momento. A equipe de controle executa um "despejo de impulso, "livrar-se do excesso de momento angular desacelerando os volantes. Para evitar que o satélite gire na direção oposta à medida que as rodas diminuem a velocidade, Os propulsores do Integral são (normalmente) disparados, impedindo-o de girar.

p Inventando o "Z-flip"

p Depois de dias se preocupando com o destino da missão, dois membros da equipe tiveram uma ideia.

p "Não acreditei que fosse possível no início. Verificamos com nossos colegas de dinâmica de vôo e a teoria indicava que funcionaria. Depois de fazer uma simulação, nós o testamos na espaçonave. Funcionou, "diz Richard com alívio.

p Usando uma sequência de manobras especialmente projetada, a equipe de controle percebeu que poderia redistribuir o momento angular armazenado a bordo do satélite usando duas rodas de reação diferentes girando em direções opostas, fazendo com que a espaçonave vire.

p "Então, neste ponto, sabíamos que poderíamos controlar o acúmulo de energia absorvida do Sol, e batizou essa nova manobra de "z-flip". Tanto quanto eu sei, isso nunca foi feito antes. Foi uma grande conquista, mas podemos continuar a fazer ciência? ".

p Após longas e intensas discussões com colegas do Centro de Operações Científicas no ESAC, Madrid, a equipe de planejadores de missões científicas criou uma sequência de objetos para o Integral observar que caberia em sua nova amplitude de movimento. Felizmente, a missão estava de volta às operações científicas (um tanto mais limitadas).

p Gradualmente, as duas equipes experimentaram sequências cada vez mais complicadas de observações, experimentar diferentes combinações de rodas giratórias e girar a espaçonave em vários ângulos novos. Com um trabalho de equipe dedicado entre a equipe de controle e a equipe de operações científicas e muitos outros, A eficiência científica do Integral foi restaurada em setembro de 2020.

p Um dos mais antigos da ESA, as missões mais volumosas ficam mais ágeis

p Para a maioria dos observatórios espaciais, os calendários de observação são planejados com bastante antecedência. No entanto, de vez em quando, algo inesperado acontece no céu, como a explosão de supernovas ou ondas gravitacionais, e eles precisam responder rapidamente para ver o que aconteceu. Isso é particularmente verdadeiro para Integral, já que os eventos de raios gama tendem a ter vida curta.

p "No passado, quando tínhamos um sistema de propulsão, nós replanejávamos, calcular uma nova manobra para o novo objeto de interesse, descarregar o impulso e, em seguida, preparar nossa nova sequência de manobras. Nossa técnica z-flip é infelizmente muito mais lenta, "explica Richard.

p Contudo, a equipe de controle desenvolveu uma atualização para o software integrado do Integral que deve tornar o momento angular menos problemático ao apontar - girar - a espaçonave.

p "Estamos muito felizes porque, graças a esta estratégia genial 'z-flip', a Integral pode continuar de olho no céu de alta energia sem problemas, "diz Erik Kuulkers, Cientista do Projeto Integral.

p "E agora esperamos descobertas habilitadas pelo novo modo giratório, o que significa que esta nave espacial de 18 anos deve se tornar ainda mais rápida em responder e observar eventos energéticos repentinos em todo o Universo do que quando foi lançada há quase duas décadas. "