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失联8天后,LightSail卫星终于又复活了

科普小知识2021-09-21 14:35:00
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失联8天后,LightSail卫星终于又复活了

光帆展开后的太阳帆效果图。

一颗在地球轨道上飞行的小型太阳帆卫星突然变得异常,因为它使用了一个旧版本的软件。幸运的是,最新的消息显示,这颗小卫星现在已经恢复了与地面的联系,但中间8天的失去联系引起了各国媒体的广泛关注。

这种小型太阳帆是由非营利的美国行星协会设计和制造的“立方体卫星”型微型卫星。5月20日,小型太阳帆卫星与美国空军最高机密飞机X-37B一起发射,并成功进入轨道。但是在发射后两天(5月22日),发生了一次故障。卫星不再向地面发回数据,而是陷入了沉默。

5月26日,行星协会的杰森·戴维斯(Jason Davis)5在一份在线任务更新报告中写道:“LightSail现在可能已经冻结,有点像你的家用电脑突然崩溃,没有反应。”

戴维斯认为问题可能是太阳帆的飞行控制软件。这艘小飞船只有一条面包那么大,设计成每15秒钟向地球发送一次信号。每次发出信号,飞行软件都会自动在机载文件中生成响应记录信息。

戴维斯说:“随着发送信号数量的增加,录音文件的大小变得越来越大。当它最终达到32米,相当于大约10个压缩音乐轨道文件时,它最终导致了飞行软件的崩溃。事实上,航空电子板的制造商在后来的版本中纠正了这个问题。不幸的是,此次升级不包括在LightSail的软件版本中。”

工程师们已经为这个问题设计了一个解决方案,但是在目前的情况下,他们也无法解决这个问题,因为卫星没有完全响应命令,所以他们不能上传新的命令。因此,重启这颗小卫星似乎成了唯一可行的选择。

事实上,在意识到这个问题后,地面控制中心已经多次尝试重启卫星系统,但都失败了。现在,项目组认为他们所能做的就是耐心等待,希望高能宇宙射线能以适当的方式击中光铁卫星的控制板并重启卫星。由于立方体卫星的体积非常小,类似的宇宙射线轰击事件通常会在发射后的几周内发生,所以从这个意义上来说,LightSail卫星仍然有机会。根据目前的轨道,这颗小卫星应该能够在轨道上安全地“漂浮”大约6个月。

LightSail目前的任务是验证与太阳帆卫星相关的一些关键技术,这些技术利用太阳光子产生的弱光压力来实现空间导航。然而,在这次任务中,LightSail的轨道高度非常低,因此实际上不可能进行任何受控的太阳压力导航。此次任务的目的只是测试高度控制和太阳帆部署技术,为明年计划的更雄心勃勃的太阳帆后续任务奠定基础。

根据最初的计划,这颗小卫星应该在发射后28天左右发射太阳帆。然而,由于这种意外情况,地面控制器可能不得不在尽可能早的时间手动指示太阳帆的打开,但是这在实现卫星的自动重启之前是不可能的。

然而,好消息出乎意料地来了:5月30日,在令人担忧的八天沉默之后,地面控制中心再次收到来自小卫星的无线电信号。

美国佐治亚理工学院教授、光通卫星项目主任大卫·斯潘塞说:“从返回信号显示的车载计时器时间来看,车载电脑的重启似乎发生在前一天。由于轨道状态的不确定性,我们在现阶段精确跟踪这颗小卫星的能力仍然非常有限。”基于这种情况,美国地面站目前正与其全球合作伙伴积极联系,寻求接收遥测信号的支持。

与此同时,地面控制中心也发布了最新的指令,要求LightSail卫星做好部署太阳帆的准备。如果所有的准备工作都能顺利完成,那么按照目前的计划,最早的计划是从北京时间6月2日晚上到6月3日上午进行太阳帆的人工操作。

行星协会主席比尔·奈说,由于大气阻力,在太阳帆展开后的10天内,“光铁”的轨道将逐渐减少。

失联8天后,LightSail卫星终于又复活了

非*组织行星协会依靠自己的资金开展太阳帆技术的研究。图为该协会主席比尔·奈,一个“科学人”,在众筹网站kickstarter上展示了LightSail卫星模型。