Miklós
-7 °C
2 °C

Számítási hiba a 3,3 milliárd dolláros űrmisszióban

2000.11.20. 10:53
Kínos pillanatokat hozhat a Cassini-Huygens űrmisszó előkészítése során vétett számítási tévedés. Minden jel arra mutat, hogy a NASA és az európai ESA tucatnyi szakértője ugyanazt a hibát követték el a 3,3 milliárd dolláros összköltségű misszió előkészítésénél: elfelejtették figyelembe venni a landolóegység adatforgalmában keletkező Doppler-effektust.
Amikor 1997. október 15-én a floridai űrközpontból 20,7 milliárd kilométeres útjára indították a Cassini-Huygens bolygókutató kettős szondát, senki nem sejthette, hogy egy egyszerű számolási hiba miatt meghiúsulhat a szépreményű kutatási projekt. A szonda útjának legfontosabb szakasza, a leereszkedés 2004 novemberében a Szaturnusz Titán nevű holdjára kútba eshet, mert a 320 kilogrammos Huygens az ereszkedése során gyűjtött adatait esetleg már nem fogja tudni továbbítani.

A szakértők elfeledkeztek a Doppler-effektusról

A tervek szerint a 300 millió dolláros Huygens-szonda 30 ezer kilométeres óránkénti sebességgel szeli át a Titán sűrű atmoszféráját, majd leszáll a hold felszínén. A 2 és fél órás manőver folyamán a Huygens 18 műszere által szolgáltatott adatokat a keringési pályán maradó Cassini felé továbbítják.

Félő azonban, hogy az adatátvitelt biztosító elemek viszonylag szűkös sávszélessége a kritikus időpontban nem lesz elegendő a mérési adatok továbbítására. Bár a Huygens adóit és a Cassini vevőberendezéseit a Földön pontosan ugyanarra a frekvenciatartományra szabályozták be, a kommunikációs rendszer a Titán felszíne felé rohanva az adatoknak csak a töredékét lesz képes az anyaszondára, majd a Földre továbbítani.

Valószínűleg a tervek készítői közül senki nem gondolt arra, hogy a Cassini nem álló helyzetben várja az európai építésű Huygens landolását, hanem másodpercenként 5 kilométeres sebességgel távolodik tőle. A landolóegység másodpercenként 5,6 kilométert megtéve zuhan a hold felé, ezért az átviteli frekvenciasáv ennek megfelelően megváltozik, Doppler-eltolódás lép fel.

Ahogy egy elrobogó vonat zaját közeledve és távolodva más-más hangmagasságban észleli a megfigyelő, a Huygens rádióhullámai a Cassininél az elküldéshez képest teljesen más formában érkeznek meg. Teljesen mindegy, hogy a két szonda egyforma vagy változó sebességgel távolodik egymástól: a frekvenciaeltolódás miatt a Cassini a leszállóegység jeleinek csak kis részét, alig 10 százalékát lesz képes majd fogadni. A jel eltolódott nagyobbik része elveszik az űrben.

A NASA és az ESA megoldási lehetőségek után kutat

Putónium a fedélzeten
A Cassini-Huygens szonda indítását 1997-ben komoly vita előzte meg, mivel az energiaellátást nukleáris forrásból, 32,8 kilogramm plutóniummal oldották meg. Az aggodalmak arra vonatkoztak, mi lesz ha felrobban a Titan 4 szállítórakéta, vagy ha a kicentizett pályán visszatérő szonda véletlenül elég a légkörben, és beteríti a bolygót a rakományával. Arról van szó ugyanis, hogy kilövése után másfél év alatt a Napot megkerülő szondát épp a kézre eső pozícióban levő Föld körül gyorsították fel. A lendületvétel során a veszélyes anyag 1170 kilométerre repült el a Földtől. Ha elégett volna a plutónium, a légkört annyi halálos nehézfémmel terhelte volna, mint amennyi a kísérleti atomrobbantások során eddig kikerült a természetbe. Mint látható, megúsztuk a plutónium esőt.
Az ESA mérnökei lázasan dolgoznak a probléma megoldásán. A Jupiter körül lendületet vevő Cassini-Huygen szondán az év elején végrehajtott távdiagnózist megerősítette az európai űrkutatási hivatal darmstadti irányítási központjában (ESOC) levő mérnöki kísérleti másodpéldány is.

Az ESOC-nál vizsgálóbizottság alakult, hogy megállapítsák, miért nem derült ki a hiányosság már 3 évvel ezelőtt. A bizottságnak feladatául szabták, hogy gondoskodjon az űrmisszió hiánytalan lebonyolításáról, és biztosítsa, hogy az ESA hasonló berendezéseket használó jövőbeli űreszközeinél ugyanez a hiba ne léphessen fel.

2001 nyaráig a NASA és az ESA megoldási lehetőségek után kutat, hogy hibátlanul le tudják bonyolítani a landolást. A kilátásba helyezett alternatívák mindegyike nagyobb üzemanyagfelhasználással jár, és tovább nehezíti a szonda egyébként is bonyolult küldetését.

Gondok elé néz egy 2003-as másik ESA-projekt is

Az ESA oldaláról kiszivárgott információk szerint a Cassini központi egységének sebességét csökkentenék, és ezzel erősíteni lehetne a Huygens által sugárzott adatok vételét. Ezen kívül szóba jöhet a Cassini keringési magasságának megemelése, vagy az antenna Huygens felé fordítása az eredetileg megcélzott landolási pont helyett.

Egyelőre kétséges, hogy a jóval értékesebb Cassini-szonda küldetésének veszélyeztetése nélkül sikerül-e végrehajtani egy ilyen módosítást. Ki kell derülnie, hogy a Titán mellett lassabban elhaladó szonda képes lesz-e elérni a Szaturnuszt. Egy másik megoldás volna a Huygens szoftvereinek átprogramozása, de egyelőre ennek megvalósítása is kétséges.

Az ESA-nél bíznak benne, hogy képesek lesznek megoldani a problémát, és megmentik a leadott adatmennyiséget. Mostantól kezdve minden intézkedést annak figyelembevételével hoznak meg, hogy sikeresen lebonyolítsák az egyedülálló Cassini-Huygens űrmissziót.

Az Atlanti-óceán mindkét partján hallgatásba burkolóznak az illetékesek, de az űrközpontokban az akut probléma kezelése mellett lázasan dolgoznak a felfedezés következményein is. Az ESA ugyanis nem csak a Huygens-szondához szállított hibásan programozott és beállított kommunikációs rendszert. Például a Mars-Express és a Wirtanen-üstököst megközelítő, 2003-as indítású Rosetta hasonló bajok elé néz.

Nászút ajándékba!

Esküvőt tervez? Tervezzen velünk, nyerjen wellness nászutat!

Fergeteges Szilveszter

Fantasztikus szilveszteri vacsorával, hajnalig tartó bulikban, ismert sztárokkal töltheti el az év utolsó éjszakáját.