GOCE toimii taas!

Tietoliikenneongelma alkoi 8. heinäkuuta, kun GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) jätti yllättäen lähettämättä tieteellisiä havaintoja sisältänyttä tietoa maa-asemilleen.

ESA kokosi välittömästi asiantuntijaryhmän selvittämään ongelman syytä ja etsimään siihen ratkaisua. Suomalainen Space Systems Finland (SSF) on tehnyt GOCEn keskustietokoneen 'käyttöjärjestelmänä' toimivan ohjelmiston ja oli siksi merkittävässä asemassa satelliitin pelastusryhmässä. Yrityksen sisällä kerättiin yhteen joukko satelliitin ohjelmistoa tehneitä asiantuntijoita.

"SSF laati pienen ylimääräisen ohjelman, joka pystyi häiriöstä huolimatta lähettämään 'mahtavat' 15 bittiä sekunnissa hyödyntämällä lähetysyksikön 'rautaporttia', eli normaalista ohjelmistosta riippumatonta tiedonvälitysporttia", kertoo GOCEn keskustietokoneen ohjelmiston pääarkkitehti Pauli Väisänen.

Hitaasta datasiirrosta huolimatta ohjelmistopäivitys antoi pelastusryhmälle pääsyn satelliitin kokonaistilanteesta kertovaan tietoon, kuten lämpötilaolosuhteisiin. Se oli avain tilanteen ratkaisuun.

"Ongelmaksi paljastui satelliitin keskustietokoneen (prosessorimoduuli) ja datan lähetysyksikön (telemetriamoduuli) välisen kommunikaatiokanavan häiriö", Väisänen paljastaa. "Häiriö esti datan lähettämisen prosessorimoduulista telemetriamoduuliin, jonka rooli satelliitissa on lähettää data alas maa-asemalle."

"Tämän jälkeen satelliitin sitä osaa, jossa molemmat moduulit sijaitsevat, lämmitettiin korottamalla ylläpitolämpötilan rajoja, ja tämä sai niiden välisen tiedonsiirron palamaan normaalitilaan", Väisänen jatkaa. Lämpötilaa nostettiin 7 asteen verran.

Mikäli sama vika vielä toistuisi tietoliikennejärjestelmässä, ovat nyt suunnitelmat valmiina ja ohjelmistopäivityksiä kehitellään satelliitin kahden tietokoneen käyttämiseksi samanaikaisesti ongelman välttämiseksi.

"Yhteistyö eri teollisuusosapuolten kanssa on tässä hätätilanteessa toiminut mahtavasti", kertoo Väisänen tyytyväisenä. "Kaikki ovat puhaltaneet yhteiseen hiileen ja antaneet parhaansa satelliitin pelastamiseksi."

"Olemme hyvin iloisia, että yksi ESAn innovatiivisimmista satelliiteista on saatu takaisin toimintaan", kehuu ESAn kaukokartoitusohjelman johtaja Volker Liebig. "Onnittelen ja kiitän sekä ESAn että teollisuuden tiimejä."

"Minulta kysellään usein, eivätkö ESAn satelliitit ole ylisuunniteltuja, kun niissä on kahdennetut järjestelmät ja pitkä käyttöikä", jatkaa Liebig. "Tämä tapaus osoittaa, miten tärkeää marginaalien olemassaolo on ongelmien ilmaantuessa. Niiden ansiosta pystymme nyt tarjoamaan edelleen täyttä tieteellistä havaintoantia tutkijoille."

Ongelma ei ole ensimmäinen, jonka GOCE on kokenut maaliskuussa 2009 tehdyn laukaisunsa jälkeen. Helmikuussa 2010 satelliittia vaivasi päätietokoneen siruongelma ja tuolloinkin SSF oli mukana selvitystyössä. Silloin satelliitti saatiin toimimaan moitteetta varalaitteidensa avulla. Kohdattujen kahden ongelman välillä ei näytä olevan yhteyttä toisiinsa.

GOCE on poikkeuksellisen matalalla radalla, mikä mahdollistaa sen havaitsevan Maan gravitaatiokentän vaihtelut voimakkaimmillaan. Satelliitti on tähän mennessä kaikista kehittynein gravitaatiota tutkiva missio ja sen tehtävänä on mitata gravitaatiokenttää äärimmäisen yksityiskohtaisesti ja tarkasti.

Sen jälkeen kun GOCE aloitti rutiininomaiset tieteelliset havainnot syyskuussa 2009, on se ehtinyt lähettää jo kaksi kolmasosaa sen tavoitteeksi asetetusta gravitaatiodatasta. Tämän ansiosta tutkijoilla on jo nyt käytössään valtava ja erittäin arvokas mittaussarja, joka mullistaa ymmärtämyksemme Maan globaalista gravitaatiokentästä.

Täyden tutkimuskapasiteettinsa jälleen saavuttaneen GOCEn toivotaan jatkavan toimintaansa paljon sen nimellistä, vuoteen 2011 ulottuvaa toiminta-aikaansa pidempään. Tämän voi hyvin olla mahdollista, sillä satelliitin toiminta on tähän mennessä vaatinut paljon vähemmän radan säilyttämisen kannalta välttämätöntä ajoainetta, kuin mitä alkujaan oletettiin.

"GOCEn pääinstrumentti, gravitaatiokentän vaihteluja mittaava gradiometri, kytkettiin jälleen päälle 6. syyskuuta ja se vaikuttaa toimivan hyvin", kertoo GOCEn missiojohtaja Rune Floberghagen. "Nyt kun kaikki on jälleen täysin toiminnassa, tuodaan satelliitti takaisin toimintastatukseensa ja normaaliin ratakorkeuteensa. Ne pitäisi saavuttaa ennen syyskuun loppua."