教给XMM望远镜的新本领

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-12-31 21:33:15 | 作者:Melipal 译 | 来源:ESA | 浏览:938次 ]

原文标题:Teaching an old satellite new tricks

原文来自:ESA   Posted: 2016. 12. 8

编译:Melipal   审校:Linq(编译版权所有,未经许可请勿转载)

XMM-牛顿望远镜是欧洲工作时间最长、产出最高的轨道天文台之一,它研究的是炽热的X射线宇宙。在团队工作与技术创新的帮助下,它正在准备飞行更长的时间。

XMM-牛顿望远镜。(图片版权:ESA/D. Ducros)

ESA的这架轨道X射线望远镜发射于17年前,已经帮助全世界的天文学家了解了宇宙中最神秘的一些现象,从黑洞周围发生的情况到星系的形成方式,不一而足。

长10米的XMM-牛顿望远镜重3800千克,是欧洲迄今建造的最大一颗科学卫星,而其望远镜的镜面是迄今制造的最为灵敏的一批。

这颗强壮的卫星预期工作时间是最长10年,现在它已经高兴地让所有人吃惊——它已经工作了几乎20年,而毫无止步的迹象。

XMM-牛顿的成功不仅是因为结实的航天器设计,也是因为西班牙马德里附近ESA天文中心与德国达姆施塔特(Darmstadt)ESA指挥中心之间的密切合作。

任务科学家诺伯特·沙特尔(Norbert Schartel)指出:“到现在为止总计4775篇、涵盖天体物理学诸多领域的科学论文的发表(光是今年就发表了358篇)本身就已经是说明该任务科学成功性的令人印象深刻的记录了。”。

不过为了让它在第三个十年仍旧保持良好状态,就意味着小组必须要继续开发测试新的控制技术。举例来说,一系列复杂的轨道控制系统变更已经用掉了将近一半的燃料。

测试中的XMM。(图片版权:ESA)

对零燃料运行说不

对于入门者来说,让XMM保持在轨道上需要不时进行推进器点火,频率大约是每天1次,这意味着消耗燃料。

卫星运营经理马库斯·基尔希(Marcus Kirsch)说:“我们有很多的燃料,而多年以来我们已经知道了要如何使用越来越少的燃料保持卫星的科学轨道。

“燃料分散存放在4个不同的燃料箱中,不过首先耗尽的会是主燃料箱。这样的设计意味着,我们就无法再使用其他箱体中的剩余燃料了。因此我们将其全部转移到了1号燃料箱。这可以让我们在接下来的10年里可以继续进行操作。”

返回控制室

作为这一工作的一部分,11月,飞行控制小组回到了ESA任务指挥中心庞大的多功能主控制室——这还是自从卫星1999年发射起的第一遭——以进行为期5天高强度的模拟。小组通常会在较小的专用控制室中与INTEGRALGAIA小组一同工作。

模拟工作考察了相关的流程,目的是转移燃料,并重新部署XMM,可以让它在2017年之后继续工作。

团队训练。(图片版权:ESA)

前无古人

卫星运营经理尼古拉·冯·克鲁斯施腾(Nikolai von Krusenstiern)说:“使用XMM这种专门设计的燃料箱系统的航天器不太多。

“据我们所知,从来没有人在一颗有着我们这种设计的在役卫星上,将燃料从一个箱体转移到另一个。我们希望花费尽可能多的时间,来尽量减少对任务的任何可能的风险。”

XMM卫星的自拍。(图片版权:ESA)

原先的设计要求从来没有预期进行过燃料箱之间的转移,原因是那时并没有预料到XMM会运行如此长的时间。因此建造商阿斯特里姆公司(Astrium,现在的空客防御与航天公司)并没有说明这样的过程要如何进行。

克鲁斯施腾说:“空客对我们帮助很大。他们甚至还帮我们联系到了现已退休的燃料系统设计师,来帮助我们设计出安全的流程。”

XMM的第三个十年

小组现在将分析上月模拟的结果,其目标是在2017年重新部署卫星。这将对已有的飞行控制流程优化方案进行补充,并保证XMM的推进器可以持续点火,让卫星可靠地飞行到2023年。

在那之后,小组会得到一个低风险的确定计划,来完成燃料补充操作,这随后将保证卫星在第三个10年中继续科学研究。

“我们协同为XMM未来的10年设计出了安全的解决方案,而工程师也获得了绝佳的训练经验,他们可以将其用给XMM,甚至如果他们被分配给了其他任务,这些东西也能够用得上。”

(全文完)

Tags:XMM-牛顿

责任编辑:Melipal

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