За новыми горизонтами - Дэвид Гринспун

Как выяснилось, одно из принятых многие годы назад решений оказалось спасительным. Если вы помните, Алан был так озабочен тем, что у команды не было полноценного резервного симулятора, что построили второй. Во время выходных перед 4 июля просто не было достаточно времени, чтобы проверить все загрузки команд, необходимые для того, чтобы восстановить аппарат, на одном симуляторе. Поэтому команда ускорилась вдвое, воспользовавшись вторым NHOPS, чтобы сделать больше тестовых прогонов. Если бы его не было, восстановление работоспособности тянулось бы гораздо дольше и целый ряд уникальных научных наблюдений Плутона канул в Лету.

С использованием процедур, протестированных на NHOPS-1 и NHOPS-2, второй этап, выводящий «Новые горизонты» из безопасного режима и переводящий на основной компьютер, прошел успешно. 6 июля он был подтвержден телеметрией, полученной с космического аппарата.

Далее следовало настроить конфигурацию так, как она была настроена до попытки загрузить сценарий пролета 4 июля, а затем, на последнем этапе, снова загрузить основную программу вместе со всеми десятками связанных с ней файлов поддержки, которые пропали, когда из-за сбоя главный компьютер перезагрузился. Из-за всех этих шагов и проводимых на симуляторах проверок, а также множества собраний комиссии по рассмотрению сбоев, где планировали и подтверждали каждый шаг, 6 июля пришлось работать круглосуточно.

Но каким-то образом к раннему утру 7 июля все восстановительные работы были завершены. Утомленная команда сумела вернуть космический аппарат к работоспособному состоянию и подготовить к пролету. Они завершили все процедуры всего за четыре часа до того времени, когда нужно было запускать основную программу.

Так какие же научные наблюдения были утрачены из-за сбоя 4 июля и яростных восстановительных работ? Спасая ситуацию с «Новыми горизонтами», Элис и ее команда следовали указанию Алана «во что бы то ни стало» спасти основную программу. Поэтому, в конце концов, они пожертвовали всеми наблюдениями, которые должны были состояться в те три дня, когда шло возвращение аппарата в строй, поскольку не было никакой возможности заново их планировать и одновременно выводить АМС из безопасного режима и вовремя подготовить ее к максимальному сближению.

Но команда Элис сумела спасти 63 фотографии, которые сжимались, когда произошел сбой. Они должны были быть сжаты и заархивированы, потому что полноразмерные, необработанные фотографии нужно было удалить, чтобы освободить память для данных, которые предстояло собрать во время пролета. Во время восстановительных операций команда Элис нашла свободное окно в расписании и сумела перенести эту процедуру сжатия на другое время, благодаря чему спасла все снимки.

А что стало со всеми наблюдениями, проведенными во время сближения, которые отправились «в мусорную корзину» во время восстановления работоспособности космического аппарата 4 июля? Алан дал повелительнице планирования пролета Лесли задание сформировать группу для мозгового штурма этой проблемы. Лесли и ее бойцы работали все три дня, пока шло восстановление «Новых горизонтов», чтобы отследить каждое потерянное наблюдение и его влияние на общую научную ценность работы у Плутона. Они обнаружили, что каждое из них повторяется позже в более высоком разрешении или на меньшем расстоянии, что означало, что ни одна из задач не была потеряна, за исключением одного пункта. Это был последний поиск спутников Плутона, который планировали провести 5 и 6 июля, когда «Новые горизонты» были еще достаточно далеко, чтобы фотографировать пространство вокруг планеты. Чувствительность этих поисков была в несколько раз выше, чем у предыдущей серии, которая состоялась всего за несколько дней до сбоя. Когда все фотографии, сделанные для поиска спутников, позднее были изучены научной командой «Новых горизонтов», новых тел обнаружено не было. Это удивило многих ученых, поскольку каждый раз, когда «Хаббл» «всматривался» получше, он находил больше спутников. Обнаружили бы «Новые горизонты» новые объекты в этом последнем, самом тщательном поиске, которым пришлось пожертвовать? Никто не знает, но, может быть, узнает когда-нибудь в будущем, когда к Плутону прилетит новая, орбитальная станция и возобновит поиски.

Но почему же произошел сбой 4 июля? Не должна ли была команда ожидать, что существует комбинация действий, которая ведет к перегрузке главного компьютера, и проверить это?

Последовательность действий, запущенных на главном компьютере «Новых горизонтов» 4 июля, тщательно проверялась. Но, как выяснилось, наложение операций друг на друга, из-за которого компьютер оказался перегружен, произошло только из-за случайного совпадения в расписании, по которому Сеть дальней космической связи передавала основную программу одновременно с процедурой сжатия. Если бы программа была передана на несколько часов раньше или позже, компьютеру не надо было бы сохранять ее, одновременно выполняя ресурсозатратный процесс сжатия предыдущих фотографий Плутона. Но должна ли была команда понимать, что эти операции могут перекрыть друг друга, и отдельно проверить такую возможность? Оглядываясь назад, должна была. Но когда шло активное тестирование последовательности операций пролета в 2013 г., расписание Сети дальней космической связи на 2015 г. еще не было установлено, и возможность совпадения времени загрузки основной программы и сжатия изображений казалась очень маленькой. Алан:

Среди многих забот, которые охватили Лабораторию прикладной физики в преддверии приближающегося пролета, предстояло принять одно ключевое решение. Как мы уже упоминали, чтобы выполнить цели пролета, космический аппарат должен был прибыть в точку максимального сближения с Плутоном в четкий промежуток времени: ±9 минут (540 с) от расчетного. Только тогда становились возможными все маневры наведения, которые позволяли автоматической межпланетной станции правильно нацелить на Плутон и его спутники камеры и спектрометры.

Выполнение этой задачи во многом зависело от тщательной оптической навигации и включения ракетных двигателей, которые космический аппарат использовал, чтобы приблизиться к времени максимального сближения. Но математический анализ показал, что только этого может быть недостаточно для того, чтобы гарантировать прибытие в критически важные ± 540 с. Поэтому разработчики космического аппарата в Лаборатории прикладной физики также добавили кое-какое программное обеспечение для того, чтобы исправлять ошибки в расчете времени, когда включать двигатель станет уже слишком поздно. Оно называлось «поправка узнавания времени» и фактически регулировало бортовые часы на «Новых горизонтах», заставляя космический аппарат считать при выполнении основной программы, что времени сейчас немного больше или меньше, чем на самом деле. В конечном результате все запланированные пролетные операции проводились раньше или позже на срок до 540 секунд, чтобы достичь соответствия с окончательным, запланированным временем прибытия. Этот процесс был много раз протестирован на наземных симуляторах с использованием NHOPS. Но во время пролета Юпитера в 2007 г. он не понадобился, так что по-прежнему так и не был задействован непосредственно на борту «Новых горизонтов».