姿态失控！美国一艘火星飞船突发故障，NASA与时间赛跑后才救活它

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这可能是美国MAVEN火星任务首席研究员香农库里（Shannon Curry）最打脸的时刻！

2022年2月22日，香农库里做了一次长达三个小时的演讲，兴高采烈地向美国宇航局（NASA）高层领导介绍了MAVEN火星飞船，称其性能有多么卓越，火星任务完全可以再持续三年。

演讲才刚刚结束，香农库里的电话就响了，是MAVEN团队打来的，因为火星轨道上的MAVEN火星飞船突发故障，飞行姿态失控，已经进入了安全模式，如果抢救不及时，NASA很可能就会失去它。

为了救活MAVEN火星飞船，NASA的MAVEN团队拼了，加班加点地研发星星导航，这是在与时间赛跑，两个月后MAVEN火星飞船才恢复正常。

MAVEN火星飞船，是一艘围绕火星轨道飞行的美国航天器，尺寸为2.3米×2.3米×2米，重量为809公斤，2013年11月18日发射，2014年9月22日进入火星轨道。

MAVEN火星飞船携带了太阳风电子分析仪 (SWEA)、太阳高能粒子 (SEP)、成像紫外光谱仪 (IUVS)等多部科学仪器，旨在研究火星大气，分析火星高层大气和电流层，以及了解火星大气向太空流失的过程。

当然，MAVEN火星飞船还有一个更大的作用，那就是充当火星中继站，与火星表面上的火星探测器和火星车建立联系，将宝贵的科学数据传回地球。

说起“火星数据回传地球”这件事，美国NASA的确很牛，使用了五艘火星飞船充当火星中继站，火星侦察轨道器、火星奥德赛、欧航局火星快车、欧航局微量气体轨道器，包括了MAVEN火星飞船。

但是现在MAVEN火星飞船坏了！进入安全模式代表故障已经非常严重了，MAVEN火星飞船会停止一切任务，关闭了所有的科学仪器和系统程序，只保留了通讯程序，以便随时接收来自地球的指令。

MAVEN火星飞船突发故障，姿态失去控制，与MAVEN携带的两个惯性测量单元（IMU）有关，一个被称为IMU-1，另一个被称为IMU-2，IMU-1是主惯性测量单元，IMU-2是备用惯性测量单元。

惯性测量单元主要就是用来管理MAVEN火星飞船的飞行姿态，在外太空中飞行姿态很重要，关系到无线电天线有没有对准地球，太阳翼有没有朝向太阳等问题，这直接影响到MAVEN火星飞船通讯能力和电力供应能力。

但是在2017年，即MAVEN火星飞船围绕火星飞行整整三年后，主惯性测量单元IMU-1就出现了令人担忧的问题，MAVEN工程师团队只好更换惯性测量单元，启用备用惯性测量单元IMU-2。

但从2021年12月开始，MAVEN工程师团队发现备用惯性测量单元IMU-2开始快速老化，远超预期，2022年2月，MAVEN工程师团队尝试换回主惯性测量单元IMU-1，可能认为这么长时间过去了，IMU-1恢复正常。

一切都是那么顺利，主惯性测量单元IMU-1正常工作，两个星期后的2月22日，也就是MAVEN火星任务首席研究员香农库里的演讲日，MAVEN火星飞船突发故障，IMU-1和IMU-2都无法使用了，飞船姿态失控，进入安全模式。

此时，MAVEN工程师团队面临巨大挑战，一边让操作员手动稳定飞船姿态，一边寻求解决办法，火星与地球相隔数亿公里，手动稳定飞船姿态难道极大。

还好，MAVEN火星飞船接收来自地球的指令后，从安全模式中恢复过来，启用了备用计算机，使用IMU-2，姿态暂时恢复正常，但很快太阳翼又开始偏离光照方向，这意味着故障依然存在，随时都有可能失去它。

看来IMU-1和IMU-2是指望不上了，飞船必须使用新的姿态导航系统才行，这个时候，MAVEN工程师团队想到了“星星导航”，但是“星星导航”该团队才研发了一半，按正常研发流程可能还需要一年半载。

为了救活MAVEN火星飞船，MAVEN工程师团队拼了，加班加点地搞研发，尽量缩短“星星导航”研发时长，这是在与时间赛跑，两个月后的4月19日，“星星导航”完成了，该团队及时向航天器发送了关于“星星导航”的一系列指令。

再经过一个多月的调试，MAVEN火星飞船于5月28日恢复正常，能使用“星星导航”来保持飞行姿态，MAVEN火星飞船活了，但让人遗憾的是，MAVEN成像紫外光谱仪 (IUVS)数据丢失，无法正常使用了。有趣有料的科学内容请关注唯一的微信公众号：有趣探索

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