Jak těžké může být nahrát aktualizaci systému do fungující a osvědčené sondy někde u Marsu? Jak už to v kosmonautice bývá, jedná se o extrémně náročný projekt, ve kterém jde o úplně všechno. To je v kostce hlavní téma aktuálního Kosmotýdeníku, ve kterém se podíváme, jak si evropští technici poradili s novým softwarovým vybavením sondy Mars Express. To, zda se jim to podařilo, však zjistíme nejdříve v úterý. V dalších tématech Kosmotýdeníku se podíváme na čínský i indický start, přípravy na start Falconu 9 a nevynecháme tradiční rubriky. Přeji vám pěkné čtení a hezkou neděli.

Mars Express V2.0

Evropská sonda Mars Express slouží na oběžné dráze Marsu už pěkně dlouho a jedná se z pohledu techniky a softwaru o velmi starý kousek, který by si v těchto letech už žádal pořádnou opravu. Nicméně miliony kilometrů daleko od Země se takové opravy těžko provádí. Přesto je však sonda nadále výkonná a dobře slouží. Pro prodloužení její služby se nyní přistoupilo k něčemu, co například váš počítač, či smartphone udržuje výkonný a rychlý. Mluvíme samozřejmě o aktualizaci. Právě tu sonda získala. Software sice opravit umíme, ale mechanické pohyblivé součásti a jejich degradace je na oběžné dráze daleko od Země limitním prvkem, který zatím opravit neumíme. Nicméně, právě oprava softwaru může nakonec pomoci i hardwaru. A jak už to v kosmonautice bývá, je takový dálkový update stařičké sondy obrovskou výzvou.

Mars Express dorazil na oběžnou dráhu v roce 2003 a od té doby, po více jak čtrnáct let věrně slouží vědě a třeba i přenosu dat z vozítek na povrchu rudé planety na Zemi. Jedná se o jednu z nejúspěšnějších misí Evropy i světa vůbec. Nový software, kterým byla sonda nyní vybavena, jí pomůže sloužit i další roky tak, aby dobře fungovala. Nicméně jednoduché konstatování má za sebou měsíce usilovné práce.

Dnes je Mars Express v poměrně dobré kondici a na to, že byla původní mise plánována na dva roky, funguje více než obstojně. Nicméně hlavním problémem jsou nyní gyroskopy, které pomáhají sondě se správně orientovat v prostoru. Společně se sledovači hvězd udávají sondě naprosto přesnou polohu a sonda pak může velmi přesně natáčet anténu k Zemi a posílat data. Bez přesné orientace by to nebylo možné.

Mars Express je vybaven celkem šesti gyroskopy, nicméně při analýzách v minulém roce se přišlo na to, že čtyři ze šesti gyroskopů vykazují anomálie a nenávratně směřují k jejich zničení. Údaje navíc vypovídají, že ke ztrátě těchto čtyř gyroskopů by za současné situace došlo mezi lednem a červnem roku 2019. To by byla škoda, protože zbytek přístrojů a vybavení sondy jinak funguje obstojně. Řeč byla také o sledovačích hvězd. To jsou jednoduché kamery, které sledují hvězdné pozadí a z viditelných hvězd dopočítávají orientaci sondy. Samotné sledovače hvězd však k přesné orientaci zatím nestačily, protože muselo docházet stále k přesnému natáčení právě pomocí gyroskopů. Řešení však přináší zmíněný update.

Původní vybavení sondy nikdy nepočítalo s tím, že by sonda mohla fungovat bez běžících gyroskopů. Zkušenosti z jiných misí od roku 2003 však inženýrům daly mnoho cenných zkušeností. U misí Rosetta nebo ERS-2 se s podobnými problémy také potýkali a během těchto misí se přišlo na zajímavé řešení. „Sondy jsme naučili orientovat se jen pomocí hledačů hvězd a gyroskopy zapínat jen v případě nutnosti, což znamená, že podstatná část 15 let starého softwaru na Marsu Express bude muset být přepsána, což bylo vzhledem ke stáří sondy velkou výzvou,“ říká operační technik Simon Wood.

Sledovače hvězd tedy díky novému softwaru převezmou hlavní úlohu v navigaci a orientaci sondy. Pouze v případě, že dojde k poruše a sledovače ztratí hvězdné pozadí, nebo bude třeba upřesnit natočení, použijí se gyroskopy. Po většinu zbylého času budou vypnuté a tím se výrazně prodlouží jejich životnost.

Ačkoli celý záměr se změnou softwaru zní jednoduše, zabralo několik měsíců, než se podařilo software pro Mars Express připravit a poslat jej sondě. Musíme si také uvědomit, že pokud by v novém softwarovém vybavení bylo něco, co by sonda Mars Express nezvládla zpracovat a například by se uvedla do nouzového režimu, byl by to výrazný problém, protože by se musel řešit na vzdálenost mnoha milionů kilometrů. Software tak musel být pokud možno naprosto bezchybný.

„Pomohlo nám také to, že jsme mohli vzít kód z mise Rosetta a přesunout jej do navigačního softwaru zkušebního kusu Mars Express,“ dodává Simon. Došlo k rozsáhlému, více měsíčnímu úsilí, na kterém pracovalo mnoho týmů z celé agentury. To také znamenalo významné změny v plánování vědeckých operací sondy.

„Nevěděli jsme jistě, zda je taková masivní revize softwaru sondy možná, zvlášť když jsme byli v časové tísni, abychom to dokončili dříve, než odejdou zmíněné gyroskopy. Ale tváří v tvář téměř jistému konci mise a z debaty, která začala jako divoká spekulace během přestávky na čaj v jednu odpoledne vloni v létě, jsme nakonec uskutečnili přepsání celého softwaru a připravili jej na odeslání sondě.“

Nový software byl dokončen v průběhu letošního roku a podroben pečlivému testování, aby bylo zajištěno, že bude fungovat tak, jak má. Software nakonec prošel konečným schválením agentury a v neděli byl vyslán sondě. Stejně jako při aktualizacích telefonů, či počítačů, bude sonda muset po nahrání updatu být vypnuta a restartována. Úspěšnost celé akce by tak mohla být jasná nejdříve 16. dubna, kdy se plánuje první spuštění po updatu.

Pokud vše dopadne podle očekávání, týmy poté stráví asi dva týdny testováním a rekonfigurováním sondy, aby zajistily, že vše funguje tak, jak má. Až poté se sonda vrátí ke své běžné práci. „Podobné, ale mnohem menší opravy byly uskutečněny již v minulosti pro mise se starými gyroskopy, jako byla Rosetta, ale toto je jistě nejsložitější a nejrozsáhlejší přepsání softwaru, které jsme zatím udělali,“ říká manažer mise Patrick Martin. Pokud update uspěje, bude sonda sloužit až do vyčerpání pohonných hmot, které by mohlo nastat někdy po roce 2020.

Kosmický přehled týdne:

Čína uskutečnila další úspěšný start letošního roku. Poněkud utajeně vyslala 10. dubna do vesmíru tři pozorovací vojenské družice a jeden technologický demonstrátor. Zajímavé je, že o startu nepadla předem žádná zmínka a uzavření letového prostoru probíhalo podivným utajeným způsobem tak, aby se nedalo rozeznat, zda jde o uzavření letového prostoru speciálně pro let rakety. Na palubě podle dalších pozorování byly tři družice série Yaogan-31, které dle předchozích prohlášení, mají sledovat lodě. Následovala ještě zmíněná malá technologická družice, která má testovat nanotechnologie a materiály. Čína úspěšnost vypuštění družic oznámila až 90 minut po startu. Je to už několikerý start vždy trojice družic Yaogan-31, které jsou zřejmě takticky rozmisťovány vždy ve skupinách po třech na oběžné dráze. Jejich přesné zaměření není známé, ale mluví se o snímacím pozorování ve více spektrech.

Dnes v 1:13 SELČ úspěšně odstartovala americká raketa Atlas V na misi AFSPC-11. Více o tomto startu se dozvíte v některém z dalších článků, které připravujeme.

Jedenáctého dubna odstartovala 44 metrů vysoká indická raketa PSLV z kosmodromu Satish Dhawan na východním pobřeží Indie. Nákladem byla indická navigační družice IRNSS 1l. Jednalo se o třetí letošní start rakety PSLV a celkem 41. od nasazení tohoto typu nosiče. Níže si můžete prohlédnout fotografie ze startu.

Raketa Electron společnosti RocketLab je nyní na kosmodromu na Novém Zélandu vztyčena na rampě. Start, pokud vše půjde dobře, by mohl přijít do pěti dní. Připomínáme, že jde o třetí start rakety a první, který nebude zkušební, ale již komerční. Nákladem budou cubesaty CICERO, Lemur-2 #1, Lemur-2 #2.

Přehled z Kosmonautixu:

Máme za sebou další týden plný kosmonautických událostí, o kterých jsme se vás pokoušeli informovat formou minimálně dvou článků o kosmonautice denně. Pojďme si je nyní shrnout. Na začátku týdne jsme vám představili další novinku, kterou vám náš portál bude přibližovat kosmonautiku. Tou jsou zahraniční videa doplněná o titulky. Samozřejmě jde o videa věnující se kosmonautice. Loď Dragon CRS-14 vynesla velmi zajímavý náklad. Jednou z pozoruhodných položek je družice určená k nacvičování sběru kosmického smetí. Elon Musk zase jednou zpříjemnil den fanouškům SpaceX, když zveřejnil první fotografii nástroje, který bude sloužit pro výrobu obří rakety BFR. Jak jsme avizovali hned na začátku týdne, připravili jsme pro vás otitulkovaná zahraniční videa, v prvním jste se mohli podívat na start Sojuzu s českými titulky. Závěrečným devatenáctým dílem skončil seriálový opus Ondřeje Šamárka o neuvěřitelně zajímavém programu Gemini. Ačkoli se z počátku zdálo, že tajemná mise Zuma zanikla jako zastírací manévr pro její nerušenou práci, nyní to definitivně vypadá, že chybou vypouštěcího adaptéru Zuma skutečně zanikla a s ní i projekt v hodnotě minimálně miliardy dolarů. Evropsko-ruská sonda TGO na oběžné dráze Marsu se již úspěšně usadila na správné oběžné dráze a vstupuje do hlavní vědecké fáze. Tento týden jste živě mohli vidět start indické rakety PSLV, která úspěšně vynesla indickou navigační družici IRNSS-1l. Raketu Falcon 9 čeká příští týden výjimečný start, při kterém poprvé vynese významnou vědeckou družici – hledače exoplanet, teleskop TESS. Dvanáctého dubna je mezinárodní den letectví a kosmonautiky a krom jiného jste v Praze mohli zajít na Noc Jurije Gagarina. Sonda Juno nám od Jupiteru zprostředkovala dechberoucí pohled na atmosféru plynného obra v infračerveném spektru. Další významný krok ke konečnému startu prvního exempláře posledního vývojového stupně rakety Falcon 9, byl tento týden pokořen. Stupeň verze Block 5 dorazil na Floridu. Hledačům družic se po více jak dvou stech dní podařilo konečně najít americký vojenský miniraketoplán X-37B. Na závěr týdne jste mohli živě sledovat start rakety Atlas V.

Snímek týdne:

Raketa Falcon 9 by se v úterý měla vydat do vesmíru s velmi zajímavým a vědecky cenným nákladem. To, že americká agentura NASA přistoupila k tomu, že Falcon vynese cenný vědecký náklad, je jistý projev důvěry, protože k jeho získání jsou potřeba složité certifikace. Sledovač exoplanet TESS váží jen 350 kilogramů a bude tak nejlehčím nákladem, který Falcon 9 zatím vynášel. Jeho rozměry jsou obzvláště patrné, pokud si prohlédneme fotku teleskopu připojeného k adaptéru druhého stupně.

Video týdne:

Společnost Boeing představila 360 stupňové video, které simuluje a dovoluje si prohlížet, jak bude vypadat nástup posádky, start a let v jejich nové soukromé lodi Starliner CST-100. Loď bude stejně jako Crew Dragon vozit americké posádky na Mezinárodní kosmickou stanici.

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://spaceflight101.com/
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/DawVYOrUQAE-MsI?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/Daq05cUXcAEXhHD.jpg:large
http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2012/09/ESOC_MCR
http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2018/04/Mars_Express
http://spaceflight101.com/wp-content/uploads/2018/04/Yaogan-31-01-Launch3-768×1019.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/04/c417935.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/04/c397578.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/04/avp8511-2.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2018/04/c41l7306.jpg
http://www.iaps.inaf.it/solarsystem/wp-content/gallery/marsis-and-pfs/mars-express-spacecraft.jpg
https://cbsnews1.cbsistatic.com/…/cb14d7127644985c22eaf0ea94bce430/image556699x.jpg
https://solarsystem.nasa.gov/…/1039_MarsExpress_illustration_20170906_1280.jpg
https://www.esa.int/spaceinimages/Images/2018/04/Topographic_view_of_Ismenia_Patera