Обновление программного обеспечения космического аппарата на расстоянии 140 миллионов километров

Как установить новое программное обеспечение на компьютер, который невозможно физически коснуться, мчащийся сквозь глубокий космос со скоростью более двенадцати километров в секунду? Эта задача стояла перед командой управления миссией ESA под названием Hera, которая успешно справилась с этой проблемой, подготовив космический аппарат к важнейшей фазе его путешествия. Это словно ироничный взгляд команды на времена, когда приходилось переустанавливать Windows с 24 дисков!

Hera сейчас находится примерно в 140 миллионах километров от Земли и направляется к астероиду Диморфос, который вращается вокруг большего астероида Дидимос. Любая команда, отправленная к аппарату, должна пройти через гигантскую 35-метровую антенну, точно нацеленную на нужный участок неба. Даже со скоростью света сигналу требуется почти восемь минут, чтобы добраться до аппарата, а затем еще восемь минут на ответ. Исправить что-то, если что-то пойдет не так, невозможно, и нет второго шанса подключить кабель.

Hera, alongside the two small CubeSats it will release next year, approaching the Didymos and Dimorphos asteroid pair, its ultimate destination (Credit : ESA)

После успешной загрузки нового программного обеспечения команда столкнулась с еще более напряженным этапом — перезагрузкой всего космического аппарата, и это пришлось сделать дважды. Бортовой компьютер Hera работает на двух параллельных потоках обработки для обеспечения надежности, поэтому каждую из них нужно было аккуратно перезагрузить и оценить по очереди. Семь членов основной команды сидели в своем контрольном центре, готовые к возможности, что космический аппарат может просто не выйти на связь в назначенное время. Однако оба раза он перезагрузился точно по плану.

Перед тем как отправить команду на настоящий космический аппарат, программное обеспечение тестировалось в течение полутора лет, на протяжении пятидесяти отдельных дней наземных испытаний, с использованием полностью функциональной реплики Hera на главном подрядчике OHB в Бремене, прозванной просто "Стол". Инженеры отработали каждое автономное поведение, которое Hera потребуется, когда она достигнет своей цели, включая то, как она будет общаться с двумя небольшими CubeSats, которые планируется выпустить в начале следующего года.

Причина, по которой Hera была запущена без уже установленного окончательного программного обеспечения, заключается в сроках. Миссия должна была покинуть Землю в октябре 2024 года, чтобы воспользоваться пролётом мимо Марса следующей весной, поскольку упущение этого окна добавило бы годы к путешествию. Вместо того чтобы откладывать запуск, команда решила продолжать работу на протяжении долгой фазы полета, постепенно догоняя график, пока Hera двигалась вперед.

OHB's Hera Avionics Test Bench, nicknamed 'the Bench,' a full working replica of Hera used to rehearse the software upgrade for eighteen months before it was ever sent to the real spacecraft (Credit : ESA/OHB)

Диморфос уже занял свое место в истории как первый объект в Солнечной системе, орбита которого была преднамеренно изменена человеческим воздействием — он был поражен космическим аппаратом NASA DART в сентябре 2022 года. Этот удар был настолько ярким, что его можно было увидеть с телескопов на Земле, но что именно произошло с астероидом вблизи, остается загадкой с тех пор. Теперь Hera направляется, чтобы выяснить это, прибыв этой осенью для проведения детального обследования места удара, превращая один из самых смелых экспериментов человечества в знания, на которые мы можем полагаться, если когда-либо потребуется отклонить действительно опасный астероид с его курса.