美国国家航空航天局MAVEN航天器恢复科学与运行，退出安全模式

美国国家航空航天局的火星大气和挥发性演化任务（MAVEN）在从一次延长的安全模式事件中恢复后，于2022年5月28日恢复了正常的科学和中继操作。该航天器在2月份遇到了惯性测量单元（IMU）的问题。任务团队成功地用这些导航仪器诊断出了这个问题，并开发了一个航天器通过恒星导航的系统，这将允许MAVEN任务在未来十年继续运行。

加州大学伯克利分校MAVEN的首席研究员Shannon Curry表示：“这是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将在本世纪末继续产生重要的科学成果，并作为地表资产的中继。”“我为我们的团队感到无比自豪。”

MAVEN于2013年11月发射，并于2014年9月进入绕火星轨道。该任务的目标是探索火星的高层大气、电离层以及与太阳和太阳风的相互作用，以探索火星大气向太空的损失。了解大气损失可以让科学家深入了解火星大气和气候、液态水和行星宜居性的历史。MAVEN的主要任务为期一年。自那以后，它远远超过了这一数字，最近被批准执行第五次延长任务。

安全模式事件2022年2月22日，星期二，该团队在飞船执行IMU-1的例行预定动力循环后，与飞船失去了联系。IMU用于通过测量航天器的旋转速率来确定航天器在太空中的姿态。MAVEN上有两个相同的IMU：IMU-1是主单元，IMU-2是备用单元。一旦恢复与航天器的联系，工程遥测显示，航天器无法从任何一个IMU确定其姿态。作为回应，航天器重新启动了计算机，但仍然无法确定其方向。作为最后的手段，航天器换成了备份计算机，这使得MAVEN能够从IMU-2获得准确的读数。飞船进入“安全模式”，停止了所有计划中的活动，包括科学和中继操作，并等待地面的进一步指示。

该团队已经在努力开发全恒星模式——一种在没有IMU的情况下通过恒星导航的系统——将于2022年10月实施，因为IMU-1此前曾显示出异常，而IMU-2的寿命已接近尾声。当IMU在老化的轨道飞行器上退化时，开发并切换到全恒星模式是一种标准做法。

科罗拉多州利特尔顿的洛克希德•马丁公司MAVEN航天器团队负责人Micheal Haggard说：“这是一种最初没有人预料到的情况，但航天器按设计运行。”“当我们使用备份计算机时，航天器已经试图解决IMU-1的问题大约78分钟了。我们最终使用了IMU-2，压力很大，需要尽快准备好全恒星模式。”

与时间赛跑

在接下来的几个月里，洛克希德•马丁公司的航天器团队努力加快软件的开发，以实现全恒星模式，因为IMU-2的预测寿命要到10月才能持续。4月19日，提前五个月，航天器团队完成了开发，并将软件补丁上传到MAVEN。代码一上传，IMU-2就关闭了电源，为未来的航天器需求保留了剩余寿命。在上行链路之后，进行了一系列测试来验证全恒星模式的功能，因为该代码以前没有在飞行中进行过测试。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的MAVEN项目经理Rich Burns说：“这个团队真的面临了生存威胁。”“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。异常发生后，航天器团队在巨大的压力下迎接了挑战。”

一旦所有恒星模式都被上行链路，航天器和科学团队就会为仪器供电，并将其配置为科学操作。所有仪器都是健康的，并成功地恢复了观测；然而，在完成所有恒星模式的测试之前，航天器只能指向地球，因此仪器没有像科学操作中那样定向。尽管如此，一些有限的科学仍然是可能的，MAVEN甚至在仪器通电后不到两天就观测到了日冕物质抛射撞击火星的现象。

继续进行科学和中继MAVEN在成功过渡到全明星导航后，于2022年5月28日星期六恢复了名义上的科学和中继操作。

MAVEN航天器继续使用全恒星模式成功运行。通常，每年都有特定的时间必须使用IMU，因此团队需要继续寻找创新的方法来控制航天器的方向。这将确保MAVEN能够在其延长的任务寿命内继续运行，这将使轨道飞行器能够在任务迄今为止遇到的火星大气中最极端的条件下继续进行观测。

MAVEN的首席研究员位于加州大学伯克利分校，而美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理MAVEN任务。洛克希德•马丁太空公司制造了该航天器，并负责任务操作。美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室提供导航和深空网络支持。科罗拉多大学博尔德分校大气和空间物理实验室负责管理科学运作以及公众宣传和沟通。