O Solar Orbiter da ESA/NASA está a aproximar-se do ponto mais próximo do Sol na sua órbita atual. É um momento importante para as atividades científicas da missão, e a equipa de controlo da missão da ESA está constantemente a preparar-se para quaisquer possíveis problemas que a nave espacial possa enfrentar ao passar pela nossa estrela ativa e imprevisível.



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“É o nosso pior cenário”, diz o controlador de voo Daniel Lakey. “Se a Solar Orbiter enfrentasse algum problema grave a bordo, não conseguiríamos restabelecer as comunicações.”

A aproximação da Solar Orbiter ao Sol ("periélio") é um período de pico de atividade científica.

Requer equipas de controlo de voo e especialistas em dinâmica de voo no centro de controlo de missão ESOC da ESA para realizar uma série de operações altamente complexas.

Se algo der errado durante essas atividades, a espaçonave poderá reiniciar automaticamente no “modo de segurança”.

No modo de segurança, o software da nave espacial é reiniciado e apenas as suas funções mais básicas são reativadas. As equipes na Terra então descobrem o que desencadeou o modo de segurança, resolvem o problema e reiniciam sistemas mais avançados, como instrumentos científicos.

Um modo de segurança durante o periélio seria particularmente ruim devido ao grave impacto nas operações científicas durante este período movimentado.

O Solar Orbiter também tem menos energia disponível durante o periélio, pois o calor intenso exige que ele incline seus painéis solares para longe do sol, a fim de evitar danos.

A espaçonave deve ser recuperada o mais rápido possível antes que a ciência seja perdida ou, pior, fique sem energia.

As estrelas guiam o caminho

"O sol é tão brilhante que mesmo um sensor solar básico é suficiente para garantir que o Solar Orbiter sempre saiba onde o sol está e possa sempre apontar seu escudo térmico para ele. Este sensor é ativado durante o modo de segurança e mantém os sistemas internos da espaçonave protegidos de a radiação que emana da nossa estrela", diz Lakey.

"Portanto, sabemos que a Solar Orbiter apontará sempre a sua 'frente' para o Sol. Mas para descobrir em que direção está 'para cima', contamos com rastreadores de estrelas."

A principal prioridade para uma nave espacial em modo de segurança é apontar a sua antena de comunicação para a Terra e restabelecer o contacto o mais rapidamente possível.

Os rastreadores de estrelas são ativados automaticamente durante o modo de segurança e a espaçonave os utiliza para reconhecer certos padrões de estrelas. Ele pode então determinar sua orientação e em que direção deve apontar sua antena para se comunicar com a Terra.

"Mas se os rastreadores de estrelas não conseguirem localizar as estrelas certas, ou se a sequência de recuperação for interrompida antes que eles possam ser ligados, a Solar Orbiter não terá como saber onde está a Terra."

Girando no controle

Para tornar a situação ainda mais desafiadora, no modo de segurança, o Solar Orbiter só pode usar sua antena de comunicação reserva.

A antena reserva pode se mover “para cima e para baixo” em um eixo, mas não “para a esquerda e para a direita” no outro. Isto evita uma série de complicações potenciais, mas também significa que toda a nave espacial deve girar para apontar a antena em determinadas direções.

A solução é "estroboscópica" - se a Solar Orbiter alguma vez se encontrar em modo de segurança e incapaz de localizar a Terra, começará a girar em torno de um eixo enquanto mantém o seu escudo térmico apontado com segurança para o sol.

“No modo estroboscópico, o Solar Orbiter emite um sinal com um ‘tom’ especial – um farol na escuridão do espaço”, diz Lakey.

"Eventualmente, este sinal irá varrer a Terra. Assim que o detectarmos numa das nossas estações terrestres, poderemos avaliar a situação, descobrir o que causou o modo de segurança e realizar as nossas operações de resolução de problemas e recuperação."

Essa é a teoria, de qualquer maneira. Durante os quatro anos da Solar Orbiter no espaço, nunca precisou de uma recuperação estroboscópica – e nunca foi testada em voo.

Até agora.

As equipes do ESOC aproveitaram um período recente de baixo atraso de comunicação com o Solar Orbiter para testar se estão prontos para lidar com uma recuperação estroboscópica real.

“Começamos a girar o Solar Orbiter e ver se conseguíamos detectar o farol da antena reserva”, diz Lakey. “Pré-carregamos comandos para retornar às operações normais caso não conseguíssemos detectá-lo, então nunca houve qualquer risco para a espaçonave”.

Os testes de recuperação foram um sucesso. As equipes confirmaram que poderiam detectar o farol de emergência da Solar Orbiter e identificar o status da espaçonave no caso de um modo de segurança com rastreadores estelares com defeito.

Estes são os primeiros passos vitais para recuperar o controlo da nave espacial e demonstraram a prontidão da equipa para este cenário crítico mas improvável.

“Também testamos com sucesso a nossa capacidade de comunicar com o satélite em situações particularmente complicadas, como quando o seu próprio escudo térmico obscurece parcialmente a visão da Terra pela antena.”

Este é apenas um entre centenas de possíveis problemas que nossas equipes sonham e planejam todos os dias. As missões da ESA são naves espaciais únicas:podem enfrentar problemas que nenhuma outra nave espacial alguma vez enfrentou.

Existem poucos exemplos semelhantes com os quais podemos aprender e poucos procedimentos estabelecidos a seguir. É essencial testar as nossas operações de recuperação de naves espaciais no espaço e que as equipas na Terra as pratiquem quando tiverem uma boa oportunidade.

“Nunca deixaremos de pensar nos novos desafios que as nossas missões poderão enfrentar”, diz Lakey. "Ou sobre como iríamos superá-los."

Fornecido pela Agência Espacial Europeia