La mission Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN, ou MAVEN, de la NASA est revenue à des opérations scientifiques et de relais normales le 28 mai 2022, après s’être remise d’un événement prolongé en mode sans échec. Le vaisseau spatial a rencontré des problèmes en février avec ses unités de mesure inertielle (IMU). L’équipe de la mission a diagnostiqué avec succès le problème avec ces instruments de navigation et a développé un système permettant au vaisseau spatial de naviguer par les étoiles, ce qui devrait permettre la poursuite des opérations de la mission MAVEN au cours de la prochaine décennie.
« C’était un défi crucial pour la mission, mais grâce au travail de notre vaisseau spatial et de notre équipe d’exploitation, MAVEN continuera à produire des données scientifiques importantes et à fonctionner comme un relais pour les actifs de surface jusqu’à la fin de la décennie », a déclaré Shannon Curry, MAVEN. chercheur principal à l’Université de Californie, Berkeley. « Je ne pourrais pas être plus fier de notre équipe. »
MAVEN a été lancé en novembre 2013 et est entré en orbite autour de Mars en septembre 2014. L’objectif de la mission est d’explorer la haute atmosphère, l’ionosphère et les interactions avec le Soleil et le vent solaire de la planète pour explorer la perte de l’atmosphère martienne dans l’espace. Comprendre la perte atmosphérique donne aux scientifiques un aperçu de l’histoire de l’atmosphère et du climat de Mars, de l’eau liquide et de l’habitabilité planétaire. La mission principale de MAVEN a duré un an. Il a depuis largement dépassé cela et a récemment été approuvé pour sa cinquième mission prolongée.
Événement en mode sans échec
Le mardi 22 février 2022, l’équipe a perdu le contact avec le vaisseau spatial après avoir effectué un cycle d’alimentation programmé de routine de l’IMU-1. Les IMU sont utilisées pour déterminer l’attitude de l’engin spatial dans l’espace en mesurant sa vitesse de rotation. MAVEN a deux IMU identiques à bord : IMU-1 est l’unité principale et IMU-2 est l’unité de secours. Une fois le contact avec le vaisseau spatial rétabli, la télémétrie technique a montré que le vaisseau spatial était incapable de déterminer son attitude à partir de l’une ou l’autre des IMU. En réponse, le vaisseau spatial a effectué un redémarrage de l’ordinateur mais n’a toujours pas pu déterminer son orientation. En dernier recours, le vaisseau spatial est passé à l’ordinateur de sauvegarde, ce qui a permis à MAVEN d’obtenir des lectures précises de l’IMU-2. Le vaisseau spatial est entré en « mode sans échec », où il a cessé toutes les activités prévues, y compris les opérations scientifiques et de relais, et a attendu de nouvelles instructions du sol.
L’équipe avait déjà travaillé pour développer le mode tout-stellaire – un système permettant de naviguer par les étoiles sans IMU – qui devait être mis en œuvre en octobre 2022 car l’IMU-1 avait précédemment montré des anomalies et l’IMU-2 approchait de la fin de sa durée de vie. Le développement et le passage en mode tout-stellaire est une pratique courante lorsque les IMU se dégradent sur des orbiteurs vieillissants.
« C’était une situation que personne n’avait initialement prévue, mais le vaisseau spatial s’est comporté comme prévu », a déclaré Micheal Haggard, chef de l’équipe du vaisseau spatial Lockheed Martin MAVEN à Littleton, Colorado. « Au moment où nous nous sommes retrouvés sur l’ordinateur de secours, le vaisseau spatial avait tenté de résoudre le problème avec l’IMU-1 pendant environ 78 minutes. Nous nous sommes retrouvés sur l’IMU-2, et la pression était forte pour obtenir le mode tout-stellaire. prêt le plus rapidement possible. »
Une course contre la montre
Au cours des mois suivants, l’équipe du vaisseau spatial de Lockheed Martin a travaillé pour accélérer le développement d’un logiciel permettant le mode tout-stellaire, car la durée de vie prévue de l’IMU-2 ne durerait pas jusqu’en octobre. Le 19 avril, cinq mois avant la date prévue, l’équipe de l’engin spatial a terminé le développement et mis en liaison montante le correctif logiciel vers MAVEN. Dès que le code a été mis en liaison montante, IMU-2 a été mis hors tension, préservant sa durée de vie restante pour les besoins futurs des engins spatiaux. Suite à la liaison montante, une série de tests ont été effectués pour vérifier la fonctionnalité du mode all-stellar, puisque le code n’avait pas été testé auparavant en vol.
« L’équipe s’est vraiment attaquée à une menace existentielle », a déclaré Rich Burns, chef de projet MAVEN au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Lorsque nous avons reconnu à l’automne que l’IMU-2 se dégradait, nous savions que nous allions devoir raccourcir le calendrier pour le mode tout-stellaire. L’équipe du vaisseau spatial a relevé le défi, travaillant sous une pression intense après l’anomalie. »
Une fois le mode tout-stellaire en liaison montante, les équipes spatiales et scientifiques ont mis les instruments sous tension et les ont configurés pour un fonctionnement scientifique. Tous les instruments étaient sains et ont repris avec succès les observations ; cependant, le vaisseau spatial a été contraint de pointer vers la Terre jusqu’à ce que les tests du mode tout stellaire soient terminés, de sorte que les instruments n’étaient pas orientés comme ils le seraient normalement pendant les opérations scientifiques. Néanmoins, certaines données scientifiques limitées étaient encore possibles, et MAVEN a même observé un impact d’éjection de masse coronale sur Mars moins de deux jours après la mise sous tension des instruments.
En route vers la science et le relais
MAVEN est revenu à la science nominale et aux opérations de relais le samedi 28 mai 2022, après une transition réussie vers une navigation entièrement stellaire.
Le vaisseau spatial MAVEN continue de fonctionner avec succès en utilisant le mode tout stellaire. En règle générale, il y a certaines périodes de l’année où les IMU doivent être utilisées, l’équipe devra donc continuer à trouver des moyens innovants de contrôler l’orientation de l’engin spatial. Cela garantira que MAVEN pourra continuer à fonctionner tout au long de sa durée de vie prolongée, ce qui permettra à l’orbiteur de continuer à faire des observations dans les conditions les plus extrêmes de l’atmosphère martienne que la mission a rencontrées jusqu’à présent.