Нэнси Аткинсон - Непридуманные космические истории

Самое интересное из открытий MRO показывает возможность наличия жидкой воды на Марсе в наши дни. Используя картирующий спектрометр и камеру HiRISE, исследователи наблюдали таинственные темные полосы на различных склонах, которые появляются и исчезают со временем. Они делаются темнее и, вероятно, вытягиваются дальше вниз по склонам во время теплого сезона и бледнеют в более холодные времена года.

Группа HiRISE занималась мониторингом повторяющихся линий на марсианских склонах в средних и экваториальных широтах планеты. Одним из таких мест является кратер на дне каньона Мелас. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения / Университет штата Аризона

Эти спускающиеся по склонам каналы, названные повторяющимися линиями на склонахслужат свидетельством того, что жидкий, но густой соляной раствор стекает с возвышенностей. Ученые утверждают, что наличие соли понижает температуру таяния раствора точно так же, как соляной реагент заставляет лед и снег на земных мостовых таять быстрее. Источником соленой воды, вероятно, является залегающий на небольшой глубине водоносный слой, причем достаточное для объяснения потемнения полос количество воды поднимается из него на поверхность за счет действия капиллярных сил.

– С научной точки зрения, находка повторяющихся полос – самый удивительный результат нашего проекта, – говорит Зарек, – и это помогает нам лучше понять то, что Марс, планета, которая сильно изменилась за свою историю, продолжает изменяться и сейчас.

Буквально каждый космический аппарат оснащается дублирующими системами, то есть несет на борту по два одинаковых комплекта оборудования, один основной, а второй – запасной. Когда аппарат оказывается в космосе, то (за исключением случая с космическим телескопом «Хаббл») уже нет никакой возможности добраться до него и починить те детали на борту, которые вышли из строя, поэтому наличие запасного оборудования – своего рода страховой полис на случай неприятностей.

Инженеры в Центре управления полетом автоматической межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter. Источник: NASA / лаборатория реактивного движения Калифорнийского технологического института

Дублироваться могут компьютеры, электроника и другие ключевые компоненты аппарата. Компьютер станции MRO, подсистема обработки команд и данных, по сути, является «мозгом» орбитального аппарата и контролирует все его функции. Главный компьютер называется компьютером «комплекта A», а тот, который его дублирует, – компьютер «комплекта B».

– Есть нечто вроде неписаного правила, которое гласит, что нельзя менять ролями комплекты, если в этом нет жесткой необходимости, – говорит Зарек, – потому что могут пройти годы с тех пор, как вы использовали компьютер комплекта B, и вы даже не знаете, работает ли он до сих пор на самом деле.

Но MRO своеобразно решает эту проблему. Он легко переключается туда и обратно между комплектами A и B без команд со стороны. Сам. Без предупреждения. Часто.

– Мы любим говорить, что у станции MRO есть свое собственное сознание, да еще страдающее раздвоением личности, – рассказывает Джонстон, – и мы не очень хорошо понимаем почему. Мы пытались исследовать проблему и так и не разобрались, почему он то и дело передает управление от главного компьютера к дублирующему и обратно, и, честно говоря, мы не управляем этим процессом.

Но, несмотря на раздвоение личности, Mars Reconnaissance Orbiter продолжает функционировать хорошо, говорит Джонстон.

– На наше счастье, обе «личности» в основном «здоровые».

Тем не менее в тот момент, когда случается этот «перебой», космический аппарат переходит в защитный (безопасный) режим, и из-за этого все процессы замирают. После этого аппарат выполняет ориентацию панелями солнечных батарей перпендикулярно к Солнцу (первое условие продолжения работы – гарантировать наличие энергии), а затем разворачивает антенну большого усиления к Земле, чтобы иметь возможность получать команды.

Потом наземная команда проводит диагностику, стремясь понять, что именно послужило поводом для переключения ведущего и ведомого комплектов, и выводит MRO из безопасного режима. Этот процесс может занять несколько суток, а значит, научные инструменты не могут выполнять свои функции, и MRO не может работать в качестве ретранслятора данных для роверов. Так что «перескоки» MRO влияют и на ход других программ. В большей части случаев спутник Mars Odyssey может вступить в строй и поработать ретранслятором, но он не обеспечивает столь же высокую скорость передачи данных.

Несмотря на то что переключения между основным и дублирующим компьютерами, как правило, доставляют лишь неудобство, в истории программы был период, когда эти события начали повторяться с пугающей частотой.

– С 2007 по 2008 год у нас было четыре случая переключения, а затем, в 2009 году, произошли один за другим четыре новых сбоя, – рассказывает Джонстон. – Начинало казаться, что такие события будут происходить все чаще и чаще. Возможно, мы могли потерять управление космическим аппаратом, если бы этот процесс продолжился.

Инженерам пришлось потратить много времени на изучение проблемы, отвлекшись от научных задач и других связанных с проектом вопросов. Хотя им и не удалось полностью решить проблему, вызывающую переключение комплектов в компьютерной системе, они смогли обнаружить иную угрозу, которая могла оказаться фатальной.

– Мы выяснили, что в определенных условиях станция могла полностью и безвозвратно потерять всю память, – говорит Джонстон. – В этом случае она вернулась бы в изначальное состояние, стала бы считать, что находится на стартовом комплексе, и перешла бы в режим получения команд [78]исключительно через физически присоединяющуюся кабель-мачту, которая используется, когда космический аппарат установлен на ракете, а ракета – на стартовой позиции. Поэтому нам пришлось вмешаться и внести в бортовые программы изменение, которое полностью убеждало аппарат MRO в том, что он уже находится на орбите в режиме работы и научных исследований, и это навсегда. И что возможности вернуться к пусковой фазе у него нет.

MRO стал лучше работать после такого исправления, и, по мнению Джонстона, теперь команда «более уверена в том, что, когда сбои такого рода происходят, мы не потеряем нашу станцию из-за них, просто у нас регулярная “смена личности” с одной на другую».

Но проблемы на борту заслуженного искусственного спутника Марса все-таки есть. В тот день, когда я приехала с визитом к Джонстону и Зареку в лабораторию реактивного движения, на MRO вышел из строя радиокомплекс, который занимался ретрансляцией данных для посадочных аппаратов. Инженерам пришлось перезагрузить радиокомплекс (выключить его и включить заново), и после этого он заработал.