„Špinavá hackerská práce“ zachránila misi Cluster

Družice Cluster studují vlivy slunečního větru
30 červen 2011

Jen vynalézavost a „špinavá hackerská práce“ dokázala zachránit kvarteto přesluhujících družic ESA Cluster od ztráty. Drama začalo v březnu v okamžiku, kdy vědecké vybavení přestalo reagovat na povely ze Země. Naplnila se tak nejhorší noční můra řídícího střediska...

Od roku 2000, kdy byly vypuštěné ve dvou párech na oběžnou dráhu, letěly všechny čtyři družice sestavy Cluster v pevně držené formaci. Každý 550 kg vážící satelit nesl identické přístrojové vybavení pro studium kosmického prostředí v okolí Země a jeho interakce se slunečním větrem – tedy s proudem částic, který pochází z naší mateřské hvězdy.

Každá družice nesla jedenáct přístrojů, přičemž pět z nich tvořilo soubor WEC (Wave Experiment Consortium), kterýžto prováděl nejdůležitější měření elektrických a magnetických polí. Všechny čtyři sady přístrojů jsou navržené k tomu, aby pracovaly společně – ztráta jediné z nich má výrazný vliv na celkové výsledky.

Jenomže dne 5. března 2011 se soubor WEC na družicí Cluster číslo 3 (s kódovým označením Samba) odmlčel – nereagoval na příkaz k aktivaci. Letoví kontroloři ve středisku ESA ESOC (European Space Operations Centre) v německém Darmstadt okamžitě rozjeli sérii standardních záchranných procedur – žádná z nich však tentokrát nefungovala.

A aby byla špatná situace ještě horší: z přístrojů se nedařilo získat absolutně žádné (tedy ani stavové) informace.

Nebezpečný scénář pro družice

Letoví kontroloři v řídícím středisku mise Cluster

„Protože jsme neměli ani stavová data, ani žádnou reakci od přístrojů, pojali jsme podezření, že došlo k vypnutí všech pěti elektrických přepínačů vedoucích do sady přístrojů nebo že došlo k elektrickému zkratu – což je jedno z nejnebezpečnějších selhání, jaké může družicovou misi potkat,“ vysvětluje manažer operací mise Cluster v ESA Jürgen Volpp.

Během několika následujících týdnů probíhala horečná jednání a konzultace mezi výrobcem družic i přístrojů, vědci z programu WEC a dalšími týmy ESA, aby se zjistilo, cože misi postihlo – a cože by se se situací dalo udělat. V úvahu vlastně připadalo jediné: použít některou část z palubního software, který byl v počítačích na oběžné dráze nahraný krátce po startu před více než deseti lety.

Provedené šetření vyloučilo jako možnou příčinu obávaný elektrický zkrat, což zvýšilo pravděpodobnost, že všech pět přepínačů elektrické energie je v poloze „vypnuto“.

Pět přístrojů na každé družici Cluster tvoří soubor WEC

Již v roce 1995 přitom byly provedeny testy, které simulovaly, co by se mohlo stát, kdyby tři z pěti přepínačů zůstaly ve vypnuté poloze. Nikdo nikdy ale neuvažoval nebo nezkoušel, jak řešit situaci s pěti vypnutými přepínači. Taková byla totiž považována za nemožnou.

Vyzbrojený touto informací a značnou dávkou vynalézavosti, rozhodl se pozemní tým pro test obnovy činnosti přístrojů na jednom z plně funkčních satelitů ze sestavy Cluster.

Řešení založené na „špinavém hacku“

„Řešení bylo založené na ´špinavé hackerské práci´, jak žargon označuje jakoukoliv nestandardní proceduru – ale bohužel jsme neměli žádnou jinou možnost,“ uvádí Jürgen.

Velké finále se nakonec konalo 1. června, kdy byla z řídícího sálu vyslaná série povelů. Ke všeobecné úlevě se naplnil nejlepší možný scénář a všechny přepínače přeskočily do polohy „zapnuto“: dosud němý soubor WEC se probudil k životu.

Jakmile se objeví nečekané potíže, o nichž v manuálech není ani řádka, tak ze všeho nejvíce toužíte mít po ruce zkušený a talentovaný tým, který si s obstrukcí dokáže poradit.

Od té chvíle se sestava družic Cluster vrátila ke svému běžnému provozu – zatímco pozemní týmy přijaly celou řadu opatření, aby k podobnému výpadku už nikdy nemohlo dojít.

„Když jde všechno podle plánu, tak je řízení letu celkem nudnou rutinou,“ uzavírá vedoucí letových operací v ESA Manfred Warhaut. „Jakmile se objeví nečekané potíže, o nichž v manuálech není ani řádka, tak ze všeho nejvíce toužíte mít po ruce zkušený a talentovaný tým, který si s obstrukcí dokáže poradit.“

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.