Programinė įranga išmaniajame telefone ar planšetiniame kompiuteryje atnaujinama pakankamai dažnai, norint ištaisyti pastebėtas klaidas, pagerinti prietaiso funkcionalumą ar saugumą.
Šiuo metu Europos kosminės agentūros (European Space Agency, ESA) kosminis zondas ‚Mars Express“ taip pat patiria panašią procedūrą – jame diegiama nauja programinė įranga, atsiųsta iš valdymo centro, esančio daugiau kaip už 150 milijonų kilometrų.
„Mars Express“ apie Marsą skrieja jau beveik 15 metų – tai viena sėkmingiausių tarpplanetinių misijų.
Taip atrodytų „Mars Express“, skriejantis aplink Marsą, jei galėtume padaryti jo nuotrauką iš arti. Fone – tikras Marso paviršiaus vaizdas, padarytas erdvėlaivio aukštos rezoliucijos stereo fotokamera. Iliustr.: ESA/ATG medialab
„Mars Express“ prie Marso atskriejo 2003 metų gruodžio mėnesį, ir buvo planuojama, kad jis veiks dvejus metus. Tačiau zondas skrieja apie Raudonąją planetą jau daugiau nei 14 metų, rinkdamas vertingus duomenis apie jo atmosferą, ieškodamas metano pėdsakų, darydamas planetos paviršiaus nuotraukas, ir visus šiuos duomenis siųsdamas į Žemę.
Naujos programinės įrangos paskirtis – išspręsti problemą, kuri lemtų zondo darbo pabaigą.
Iki šiol „Mars Express“ išlieka pakankamai geros būklės, tik yra kiek sumažėjęs jo našumas. Tačiau yra viena didelė problema – pradėjo gesti jo giroskopai.
Zonde esantys šeši giroskopai matuoja, kiek „Mars Express“ pasisuka aplink kiekvieną iš trijų koordinačių ašių. Kartu su duomenimis, gaunamais iš dviejų žvaigždžių stebėjimo įrenginių, zondo kompiuteris nustato zondo orientaciją erdvėje.
Tai labai svarbu, nes reikia nukreipti parabolinę radijo anteną į Žemę, kad ją pasiektų siunčiami signalai, taip pat ir gauti valdymo signalus, reikiama kryptimi nukreipti zondo instrumentus, tokius kaip didelės skiriamosios gebos stereo fotokameras.
Žvaigždžių stebėjimo įrenginiai – gana paprastos fotokameros, kas kelias sekundes fotografuojančios žvaigždes. Po to specialus algoritmas palygina vaizdus su žvaigždžių žemėlapiu ir taip nustato zondo orientaciją erdvėje.
Giroskopų informacija yra siunčiama nuolat ir papildo žvaigždžių stebėjimo įrenginių duomenis, taip pat ji naudojama, jei žvaigždžių sekimo sistema „pameta“ zondo orientaciją, o tai gali trukti kelias minutes ar net valandas.
Inžinieriai, išnagrinėję giroskopų vidinių lazerių intensyvumo pokyčius, padarė išvadą, kad keturi iš šešių giroskopų gali netrukus nustoti veikti.
„Mars Express“ nebuvo projektuotas taip, kad galėtų skrieti orbita be giroskopų, todėl buvo numatyta jo misijos pabaiga – tai turėtų įvykti laikotarpyje nuo 2019 metų sausio iki birželio.
Tačiau yra galimybė pratęsti zondo darbo laiką – būtų galima didžiąją laiko dalį naudotis tik žvaigždžių stebėjimo įrenginiais, o giroskopus įjungti retkarčiais, taip prailginant jų darbo laiką. Šia patirtimi jau buvo pasinaudota ir kitose misijose, įskaitant zondą „Rosetta“, kuriame buvo naudojami panašūs giroskopai.
Tačiau tam prireikė perrašyti didžiąją dalį 15 metų senumo „Mars Express“ kompiuterio programinio kodo.
„Pradėdami šį darbą, mes nežinojome, ar toks didelis programinės įrangos pakeitimas yra įmanomas – anksčiau to niekada nebuvo daryta, ir šio darbo laikas buvo ribotas. Tačiau, žinodami, kad dėl giroskopų gedimo artėja misijos pabaiga, idėja, kilusi praėjusių metų vasarą, buvo įgyvendinta – mes perrašėme programinį kodą. Dar jį reikėjo nuodugniai išbandyti Žemėje su zondo maketu, siekiant užtikrinti, kad programa veiks taip, kaip numatyta“, teigė misijos vadovas Patrikas Martinas (Patrick Martin).
Balandžio 11 dieną buvo gautas ESA vadovų sutikimas įdiegti ir įjungti naują programą.
Naujasis kodas buvo įkeltas į atsarginę atminties sritį jau prieš kelias dienas, tačiau laukia vienas iš svarbiausių etapų – zondo kompiuteris turės būti perkrautas, kad, startavęs iš naujo, imtų vykdyti jau naują programą. Tai numatyta padaryti balandžio 16 dieną.
Jei viskas vyks kaip tikimasi, misijos komanda dar dvi savaites bandys, kaip veikia orientavimosi sistema ir po to įjungs mokslinius prietaisus.
ESA teigimu, „panašūs, bet daug mažesni programinio kodo pataisymai buvo sukurti ir kitiems kosminiams zondams, naudojantiems tokio pat tipo giroskopus, pavyzdžiui, zondui „Rosetta“, tačiau šį kartą tai yra sudėtingiausias ir didžiausias programinės įrangos keitimas. Jei viskas pavyks, „Mars Express“ dar galės veikti iki 2020 metų – iki to laiko pakaks raketinio kuro jo pozicijai pakoreguoti.“
Daugiau:
Marsas ir Žemė anksčiau galėjo ir nebūti gretimos kaimynės
Zondas „Rosetta“ artėja prie Čiurumovo-Gerasimenkos kometos
Kometų tyrimo zondas „Rosetta“ šiandien turi pabusti po beveik 3 metų miego
Marsaeigio „Curiosity“ misija. Ką naujo sužinojome apie Marsą?
Elonas Maskas atskleidė žmonių kolonijos Marse įkūrimo planus
KTU doktorantė – Europos kosmoso agentūroje
Degalų prie Mėnulio papildymas gali gerokai palengvinti pilotuojamas misijas į Marsą