Ensinar novos truques a um velho satélite
XMM-Newton é um dos observatórios Europeus em órbita há mais tempo e dos mais produtivos, investigando o entusiasmante Universo de raios-X. Graças ao trabalho em equipa e à inovação técnica, está no bom caminho para continuar a voar por muito tempo.
Lançado há 17 anos, o telescópio de raios-X da ESA em órbita ajudou cientistas de todo o mundo a compreender alguns dos eventos mais misteriosos do nosso Universo, desde o que acontece nos buracos negros e ao seu redor, até à formação das galáxias.
Com 3800 kg, o XMM-Newton de 10 m de comprimento é o maior satélite de ciência já construído na Europa e os seus espelhos telescópicos são os mais sensíveis jamais desenvolvidos.
Esperava-se que operasse durante uma década, mas a corajosa aeronave felizmente surpreendeu a todos, durando quase duas décadas - e não mostra sinais de desistir.
O sucesso do XMM-Newton foi possível não só devido à sua robustez, mas também à estreita cooperação entre o centro de astronomia da ESA perto de Madrid, Espanha, e os controladores de missão no centro de operações da ESA em Darmstadt, na Alemanha.
"Com um número total de 4775 publicações científicas até à data, 358 só este ano, é um registro impressionante do sucesso científico da missão, cobrindo muitas, muitas áreas da astrofísica," observa o cientista do projeto Norbert Schartel.
Mas mantê-lo apto e saudável na sua terceira década significa que a equipa deve continuar a desenvolver e testar novas técnicas de controlo. Uma mudança complexa para o sistema de controlo de órbita quase reduziu para metade o consumo de combustível, por exemplo.
A funcionar quase sem combustível
Para começar, manter o XMM em órbita requererá disparos ocasionais do propulsor, cerca de uma vez por dia, e isso significa queimar combustível.
"Temos bastante combustível e, ao longo dos anos, descobrimos como usar cada vez menos para manter a nossa órbita científica", diz Marcus Kirsch, diretor de operações da nave espacial.
"O combustível é distribuído entre quatro tanques separados, mas o tanque principal ficará vazio primeiro. Da maneira como foi projetado significa que não poderíamos usar o restante combustível nos outros tanques, então estamos a mover tudo para o tanque 1. Isso irá permitir a continuação das operações na próxima década."
De volta à sala de controlo
Como parte deste processo, a equipa de controlo de voo retornou à grande e polivalente Sala Principal de Controlo da ESA, no controlo da missão, em Novembro - pela primeira vez desde o lançamento em 1999 - para cinco dias de simulações intensivas. A equipa normalmente trabalha a partir de uma sala menor e destinada a ser compartida com as equipas das missões Integral e Gaia.
As simulações verificaram os procedimentos que serão utilizados para mover o combustível e para reconfigurar o XMM para trabalhar para além de 2017.
Nunca ninguém fez isso antes
"Não são muitas as naves espaciais que usam o sistema de combustível especialmente desenhado como no XMM", diz Nikolai von Krusenstiern, engenheiro de operações espaciais.
"Tanto quanto sabemos, ninguém mudou o combustível de um tanque para outro, com um tanque como o nosso, num satélite em órbita e queremos levar o tempo necessário para minimizar qualquer risco para a missão."
A reposição de tanque para tanque nunca foi prevista nas especificações do projeto original – uma vez que o XMM não foi concebido para durar tanto tempo - por isso nenhum processo foi concebido pelo construtor Astrium (agora Airbus Defence & Space).
"A Airbus tem sido muito útil - até nos ajudaram a entrar em contato com o autor do sistema de combustível, agora aposentado, para nos ajudar a projetar os procedimentos com segurança," diz Nikolai.
A terceira década do XMM
A equipa irá agora analisar os resultados das simulações do mês passado com o objetivo de reconfigurar a aeronave em 2017. Isso complementará a otimização cuidadosa dos procedimentos de controlo de voo já existentes e manterá os propulsores do XMM a disparar - e a nave espacial voará de forma confiável - até 2023.
Depois disso, a equipa terá na mão um plano de baixo risco confirmado para realizar o reabastecimento de combustível, o que, posteriormente, manterá a aeronave na sua missão científica inclusivamente na sua terceira década.
"O tempo gasto em treinos e simulações no mês passado foi extremamente valioso para toda a equipa," diz Marcus.
"Trabalhámos juntos para conceber uma solução sólida para as próximas décadas do XMM, e os engenheiros ganharam uma excelente experiência de treino que podem utilizar para o XMM ou mesmo levar consigo se forem atribuídos a outras missões."
