A sonda Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), da Agência Espacial Europeia, está a caminho do seu sobrevoo assistido por gravidade em Vénus, a 31 de Agosto, após a resolução bem-sucedida de uma anomalia de comunicação da nave espacial que interrompeu temporariamente o contacto com a Terra.
O problema, que surgiu durante uma passagem de rotina pela estação terrestre no dia 16 de Julho, interrompeu temporariamente a capacidade da JUICE de transmitir informações sobre a sua saúde e estado (telemetria).
Graças à acção rápida e coordenada das equipas do Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC) da ESA em Darmstadt, na Alemanha, e do fabricante da JUICE, a Airbus, a comunicação foi restabelecida a tempo de preparar o próximo encontro planetário.
A JUICE ficou silenciosa
A anomalia começou quando a antena de espaço profundo da ESA em Cebreros, Espanha, não conseguiu estabelecer contacto com a JUICE à hora prevista, às 04h50 CEST, do dia 16 de Julho. As verificações iniciais descartaram problemas na estação terrestre, o que alertou a equipa de controlo da JUICE no ESOC. As tentativas de contacto com a nave espacial através da estação New Norcia da ESA também falharam, confirmando que o problema estava a bordo.
Sem sinal e sem telemetria, os engenheiros temiam que a JUICE pudesse ter entrado em modo de sobrevivência – uma configuração de último recurso, accionada por múltiplas falhas nos sistemas de bordo. Neste estado, a nave espacial gira lentamente, varrendo a Terra com a sua antena uma vez por hora. No entanto, não foi detectado nenhum sinal intermitente.
“Perder o contacto com uma nave espacial é um dos cenários mais graves que podemos enfrentar”, disse Angela Dietz, Gestora de Operações da Sonda JUICE. “Sem telemetria, é muito mais difícil diagnosticar e resolver a causa raiz de um problema.”
A atenção voltou-se para o subsistema de comunicações. Os engenheiros suspeitaram de um desalinhamento da antena de médio ganho da JUICE ou de uma falha no transmissor ou amplificador de sinal.
Foram consideradas duas estratégias de recuperação: aguardar pela próxima reinicialização automática da nave espacial dentro de 14 dias ou enviar comandos “às cegas” para o espaço na direção em que JUICE deveria estar e esperar que fossem recebidos por uma das antenas de reserva de baixo ganho.
“Esperar não era uma opção“, explicou Ângela. “Tínhamos de agir rapidamente. Esperar duas semanas pelo ‘reboot’ significaria atrasar preparativos importantes para o sobrevoo de Vénus.”
20 horas de resolução de problemas
Os comandos cegos foram um desafio: a JUICE estava a cerca de 200 milhões de km da Terra e localizada do outro lado do Sol. Cada tentativa de sinal de resgate demorou 11 minutos a chegar à nave espacial, e a equipa teve de esperar mais 11 minutos para determinar se tinha sido bem-sucedida.
Seis tentativas de direccionar a antena de ganho médio de volta para a Terra foram infrutíferas. Os esforços de recuperação continuaram durante a noite, durando quase 20 horas e concentrando-se no recarregamento energético manual dos sistemas de comunicação de bordo da JUICE.
Por fim, um comando conseguiu alcançar a JUICE e disparar uma resposta. O comando ativou o amplificador de sinal que aumenta a intensidade do sinal que a JUICE envia para a Terra. O contacto foi restabelecido e a JUICE encontrava-se em excelentes condições. Nenhum sistema falhou e toda a telemetria estava normal.
A causa foi atribuída a um problema de temporização de ‘software’. A função de ‘software’ que liga e desliga o amplificador de sinal depende de um temporizador interno. Este temporizador está em contagem decrescente constante e reinicia do zero a cada 16 meses. Se a função estiver a utilizar o temporizador no preciso momento em que reinicia, o amplificador permanece desligado e o sinal da JUICE torna-se demasiado fraco para ser detectado a partir da Terra.
“Foi um problema subtil, mas que estávamos preparados para investigar e resolver“, disse Ângela. “Identificámos várias formas possíveis de garantir que isto não volta a acontecer e agora estamos a decidir qual a solução que seria a melhor a ser implementada.”
Tudo pronto para o encontro com Vénus
Apesar dos elevados riscos e da complexidade técnica, a recuperação pela equipa de operações da missão da ESA foi realizada com o mínimo de perturbação.
“Este foi um exemplo clássico de trabalho em equipa sob pressão”, disse Angela. “Graças à abordagem calma e metódica da equipa, conseguimos recuperar a JUICE sem qualquer impacto duradouro na missão.”
Depois da anomalia ultrapassada, a equipa voltou o seu foco para os preparativos para o sobrevoo em Vénus. A JUICE passará pelo seu ponto mais próximo de Venus às 07h28 CEST de Domingo, 31 de Agosto, completando o segundo de quatro assistências gravitacionais planeadas.
Concebida para o ambiente frio e escuro de Júpiter, a JUICE precisa de se adaptar ao intenso calor solar junto a Vénus. Para proteger os seus componentes sensíveis, a sonda está a utilizar a sua antena principal de alto ganho como escudo térmico. Devido a restrições térmicas, os seus instrumentos de detecção remota não podem estar ativos durante o sobrevoo e, portanto, não será captada qualquer imagem de Vénus.
A viagem da JUICE até Júpiter
Para ir directamente para Júpiter, a JUICE necessitaria de deixar a Terra a uma velocidade de 11 km/s. No entanto, a JUICE é uma das naves interplanetárias mais pesadas já lançadas, com quase 6.000 kg. Com uma carga útil tão grande, o seu lançador Ariane-5 proporcionou uma velocidade de escape de 2,5 km/s.
A nave espacial está a utilizar manobras assistidas pela gravidade para atingir o resto da velocidade necessária. A JUICE vai utilizar a gravidade de Vénus esta semana para curvar a sua órbita em torno do Sol e ganhar velocidade em relação à Terra sem utilizar combustível.
O sobrevoo de Vénus dará à JUICE um impulso significativo. Quando voltar a encontrar a Terra, em Setembro de 2026, a sonda terá atingido a velocidade de transferência necessária para Júpiter, de 11 km/s. No entanto, Júpiter ainda não estará no lugar certo para enviar a sonda na sua direção.
A JUICE utilizará o sobrevoo da Terra em 2026 para refinar ainda mais a sua trajetória. Após mais uma órbita em torno do Sol, a sonda regressará à Terra para um sobrevoo final em Janeiro de 2029. Este sobrevoo será utilizado para enviar a JUICE numa trajetória de transferência que irá intercetar Júpiter em Julho de 2031.
Artigo original: Juice team resolves anomaly on approach to Venus
Edição: Rui Barbosa
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