NASA在几百万英里外为受小行星影响的露西号航天器排除故障

发表于 2年以前 | 总阅读数：643 次

数据显示，"露西"号的一个太阳能电池板--设计成像手扇一样展开--没有完全打开和锁住。由于太阳能电池板为航天器的系统提供动力，该团队必须想出下一步该怎么做。

为了解决这个问题，来自美国宇航局和露西任务伙伴的团队迅速走到一起。来自丹佛以外的洛克希德-马丁公司任务支持区的团队成员在电话中直接与航天器进行了沟通。虽然双方的对话并不多，但气氛却很紧张。在房间的一端，一名工程师眉头紧皱地坐在那里，按照露西的巨大圆形太阳能电池板的操作方式折叠和展开一个纸盘。

有这么多未解答的问题。发生了什么事？阵列到底有没有打开？有办法修复它吗？如果没有一个完全展开的阵列，"露西"是否能够安全地执行完成其科学任务所需的机动动作？

因为"露西"号已经在太空中飞速前进，其风险之高令人难以置信。

美国宇航局的"露西"号任务正在前木星轨道上的两群未经探索的小行星。露西号在2021年10月16日进行了一次完美的发射，但是当航天器开始展开其太阳能电池板时，它遇到了一个异常情况。其中一个太阳能电池板未能完全展开和锁紧，这使任务处于危险之中。几个月来，Lucy的飞行操作团队一丝不苟地工作，以解决这个问题，并使Lucy重新开始它的太阳能驱动之旅。

在几个小时内，NASA召集了Lucy的异常响应团队，其中包括来自科学任务领导机构德克萨斯州奥斯汀的西南研究所（SwRI）、任务运营领导机构马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心、航天器建造商洛克希德-马丁公司和太阳电池阵列系统设计和建造商圣地亚哥的诺斯罗普-格鲁曼公司的成员。

为了确保Lucy能够发挥其最大的潜力，该团队开始进行详尽的深入研究，以确定问题的原因并制定最佳的前进路线。鉴于该航天器在其他方面非常健康，该团队并不急于做其它事情。

露西的两块太阳能电池板每块有24英尺（7.3米）宽，在2021年1月进行了初步部署测试。在这张照片中，科罗拉多州丹佛市洛克希德-马丁航天公司的一名技术员在首次部署期间检查了露西的一个阵列。这些巨大的太阳能电池板将为"露西"号航天器在整个40亿英里、12年的太空旅行中提供动力，因为它要去探索木星上难以捉摸的特洛伊小行星

在许多漫长的日日夜夜里，该团队一直保持着专注，通过各种选择进行工作。为了实时评估露西的太阳能电池阵列配置，该团队收集了航天器上的推进器数据，并收集和分析这些力量如何使太阳能电池阵列振动的数据。接下来，他们将数据输入到阵列电机组件的详细模型中，这有助于发现问题的根源。最后，他们找到了问题的根源：用于拉开露西的巨大太阳能电池阵列的吊绳很可能在其类似线轴的地方打结了。

经过几个月的头脑风暴和测试，露西的团队确定了两条潜在的前进道路：

其一，他们将通过在主电机的同时运行阵列的备用部署电机来用力拉动吊绳。来自两个马达的动力应该允许被卡住的绳索进一步缠绕，并与阵列的锁扣机制啮合。虽然两个马达最初从未打算同时运行，但该团队使用了模型来确保这一概念能够成功。

第二个选择是：按原样使用阵列--几乎完全展开，并产生其预期功率的90%以上。

该团队为这两种方案绘制了地图并测试了可能的结果。他们分析了数小时的阵列测试录像，建造了一个基于地面的阵列电机组件的复制品，并测试了复制品的极限，以更好地了解进一步部署尝试的风险。他们还开发了特殊的高保真软件，以模拟太空中的露西，并评估重新部署尝试可能对航天器产生的任何潜在波纹效应。

经过几个月的模拟和测试，美国宇航局决定采用第一个方案--多步骤尝试完全重新部署太阳能电池组。在5月和6月的七个场合中，该团队指挥航天器同时运行主要和备用太阳能电池阵部署电机。这一努力获得了成功，拉住了吊绳，并进一步打开和拉紧了阵列。

现在估计，露西的太阳电池阵列在353度和357度之间（完全展开的阵列总度数为360度）。虽然阵列没有完全锁住，但它的张力大大增加，使其足够稳定，使航天器能够根据任务操作的需要进行操作。

该航天器现在已经准备就绪，能够完成下一个重要的任务里程碑--2022年10月的地球重力辅助。露西号计划在2025年抵达其第一个小行星目标。