科学家挽救了深陷安全模式3个月的Maven探测器，并延长了十年寿命 _maven

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自2014年以来， NASA的火星大气和挥发性演化（MAVEN）任务一直在绕火星运行，不断地收集其上层大气、电离层以及与太阳和太阳风相互作用的数据。通过这样做，这项任务展示了数十亿年前，火星大气是如何被太阳风慢慢剥离的。这使火星的气候发生了重大变化，从一个表面有流动水的、温暖的星球转变为今天的极端寒冷和干燥的地方。
今年2月，该任务探测器的主要惯性测量单元（IMU）遇到了问题，并被迫进入安全模式。截至5月28日，在任务团队成功地诊断出这些导航仪器的问题后， MAVEN 已经恢复了正常的科学和接力操作。从今以后，这颗卫星将使用任务团队专门开发的系统来进行恒星导航。这可能会将 MAVEN 任务的科学行动（刚刚延长到2024年）再延长到下一个十年。
为了确定它在火星轨道上的方向， MAVEN 的 IMU 单元主要用来测量航天器旋转的速率。 IMU-1 是主要单元，而 IMU-2 是其备用单元。今年2月22日，任务小组在对 IMU-1 进行了例行计划的动力循环后就与航天器失去了联系。恢复联系之后，航天器却无法从任意一台 IMU 单元确定其姿态，而是切换到它的备份计算机（这使它能够从IMU-2获得准确的读数）。

该探测器随后进入“安全模式” ，等待来自地面的进一步指令。加州大学伯克利分校 MAVEN 的首席研究员香农·库里（Shannon Curry）在最近的NASA新闻发布会上表示：

“这是这次任务面临的一个关键挑战，但由于我们航天器和操作团队的工作， MAVEN 将继续产生重要的科学成果，并作为地面资产的中继站运行到本十年结束。我为我们的团队感到无比自豪。 ”

实际上，研究团队已经在研究一种全恒星导航模式，允许 MAVEN 在没有 IMU 的情况下导航。这是老化了的轨道器开始遇到设备问题时的标准做法，最初计划在任务团队检测到 IMU-1 和 IMU-2 异常后于2022年10月实施。在处理老化的轨道器和恶化的导航单元时，切换到全恒星导航模式是标准做法。这一事件迫使洛克希德马丁公司的任务团队加快了软件的开发，因为预计 IMU-2 直到10月份才会继续运行。洛克希德马丁 MAVEN 航天器团队负责人迈克尔·哈加德（Micheal Haggard）解释说：

“这是一种最初没有人预料到的情况，但航天器还是能按照设计的方式运行。当我们最终进入备份计算机时，航天器已经试图修复 IMU-1 的问题大约78分钟了。我们最终登录了 IMU-2 ，现在的压力在于，要尽快准备好全恒星模式。 ”

上图：科学家构想的一场袭击火星的太阳风暴，并从该行星的高层大气中剥离了离子。
4月19日，探测器团队提前5个月完成了软件补丁，并将其上传到 MAVEN 。由于全恒星模式之前没有在飞行中测试过，因此需要进行一系列测试来验证全恒星模式。为此，任务小组还关闭了IMU-2 ，以保存其剩余的电池电力，以防在任务结束前再次需要它。上行链路完成后，探测器和科学团队将 MAVEN 的仪器恢复到完全运行模式。 NASA戈达德太空飞行中心 MAVEN 项目经理里奇·伯恩斯（Rich Burns）说：

“这支团队面对的是真正的生存威胁。当我们在秋天意识到 IMU-2 正在退化时，我们知道我们将不得不缩短全恒星模式的时间表。航天器团队勇敢地接受了挑战，在异常情况发生后，他们在巨大的压力下工作。 ”

一个小问题是，在任务团队完成全恒星模式测试之前，航天器必须一直指向地球。因此， MAVEN 的科学仪器没有像在整个停工期间的常规科学操作中那样定向。然而，这对任务的影响非常有限，一些科学观测仍然是可操作的 —— 例如，在仪器通电不到两天后， MAVEN 就观察到了日冕物质抛射撞击火星大气层。
MAVEN 自采用全恒星模式以来一直在成功运行，尽管任务团队需要找到长期解决方案（因为每年有特定的时间必须使用IMU）。这会确保 MAVEN 能够在其延长任务期间继续运行，并观察迄今为止遇到的火星大气中最极端的条件。这将继续深入了解导致火星不再是一个更温暖、更潮湿和潜在的宜居星球的大气损失过程。