Az ESA Jupiter felé tartó űrszondája július közepén alaposan ráijesztett az irányítóira.
Amikor ezt a cikket olvassák, a 2023 áprilisában elindított JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) már – remélhetőleg szerencsésen – túl is van a Vénusz közelében végrehajtott elrepülésén. Ennek során – a bolygó tömegvonzását kihasználva – további pályamódosítást végeztek vele annak érdekében, hogy az előre megtervezett koreográfia szerint 2031-ben megérkezzen a Jupiterhez. Ott a Naprendszer legnagyobb bolygóját és jeges kérgű holdjait (Europa, Ganymedes és Callisto) fogja tanulmányozni. Az elkövetkező napokban-hetekben biztosan érkeznek friss hírek a Vénusz melletti gravitációs hintamanőverről.
Előtte azonban az Európai Űrügynökség (ESA) űrszondája már átesett egy szerencsés kimenetelű kommunikációs anomálián, amelynek megoldása közel egy napig tartó megfeszített munkájába került az ESA darmstadti (Németország) irányítóközpontjában (European Space Operations Centre, ESOC) dolgozó szakembereknek. Egy rutinszerű bejelentkezés helyett ugyanis július 16-án váratlan problémával találták szemben magukat: az űrszonda néma maradt, az ESA spanyolországi Cebrerosban található követőantennája nem tudta venni a rádiójeleit. Ilyen alkalmakkor a JUICE információkat küld a fedélzeti berendezések aktuális állapotáról, de most telemetria híján a földi irányítóknak fogalmuk sem lehetett, hogy kicsi vagy nagy a baj.
Az ESOC és a gyártó Airbus szakembereinek gyors és összehangolt munkája révén szerencsére a kommunikáció rövidesen helyreállt, még időben a JUICE útjának kritikus fázisa, Vénusz-elrepülés előtt.
Mi történt? Július 16-án, a közép-európai idő szerint 4:50-kor kezdődő kommunikációs blokk elején nem sikerült venni az űrszonda adását. Az első ellenőrzések kizárták a földi állomással kapcsolatos problémákat. Ezt megerősítette, hogy a következő, a nyugat-ausztráliai New Norcia követőállomáson keresztül végzett kísérlet kísérletek is kudarcot vallottak. Így nyilvánvalóvá vált, hogy a probléma okát a JUICE fedélzetén kell keresni. Telemetria hiányában viszont a sötétben tapogatóztak. Az űreszközzel való rádiókapcsolat elvesztése az egyik legsúlyosabb anomália, amivel az irányítók szembesülhetnek.
A szakemberek attól tartottak, hogy a szonda valamilyen súlyos rendszerhiba miatt biztonsági üzemmódba kapcsolt. Ilyenkor lassan forog, antennája óránként egyszer irányul a Föld felé. Azonban efféle időszakos jeleket sem észleltek. A gyanú ezért magára a kommunikációs alrendszerre terelődött. A mérnökök vagy a JUICE közepes méretű kommunikációs antennájának rossz beállítására, az adó, esetleg a jelerősítő meghibásodására gyanakodtak. (A nagyobb méretű fedélzeti antenna jelenleg hővédő ernyőként – egyfajta napárnyékolóként – működik, hiszen a szonda a Vénusz környékén, a Naphoz sokkal közelebb jár, mint amilyen messze majd a Jupiter körül működik. Így a berendezéseit igyekeznek a lehető legjobban védeni a felmelegedéstől.)
A JUICE fő, 2,5 m átmérőjű kommunikációs antennája (High-Gain Antenna, nagy nyereségű antenna) a képen jobbra látható, ezt irányítják most a Nap felé. A kommunikációt a kisebb, változtatható irányú, 50 cm átmérőjű antenna (Medium-Gain Antenna, közepes nyereségű antenna; fent) biztosítja. (Kép: ESA)
Két lehetséges megoldás körvonalazódott. Vagy megvárják a fedélzeti rendszerek 14 nap múlva esedékes következő automatikus újraindulását, vagy elkezdenek „vakon” parancsokat küldeni abba az irányba, amerre a JUICE-nak lennie kell – abban a reményben, hogy azokat a fedélzeten a tartalék alacsony nyereségű antennák egyike veszi majd. A JUICE hosszú naprendszerbeli bolyongása általában hagyna időt két hét várakozásra, de a küszöbön álló Vénusz-elrepülés miatt ez most szóba sem jöhetett.
A vakon küldött parancsok a JUICE nagy távolsága miatt külön kihívást jelentettek. A szonda kb. 200 millió km-re volt a Földtől, a Nap túloldalán. Minden egyes rádióadásnak 11 percre volt szüksége ahhoz, hogy eljusson az űrszondához, és az irányítóknak további 11 percet kellett várnia arra, hogy kiderüljön, sikeres volt-e a próbálkozás. A közepes nyereségű antenna Föld felé irányítására tett hat egymást követő kísérlet sikertelen volt. A mentési erőfeszítések éjszaka is folytatódtak, közel 20 órán át tartottak, és a JUICE fedélzeti kommunikációs rendszereinek manuális beindítására összpontosítottak.
Végül egy parancsnak sikerült elérnie a szondát és választ kiváltania. Ez aktiválta az erősítőt, amely felerősíti a JUICE által a Föld felé küldött rádiójelet. A kapcsolat helyreállt, és kiderült, hogy az űrszonda szerencsére kiváló állapotban volt. A telemetriai adatok egyetlen fedélzeti rendszernél sem mutattak meghibásodást. Mint világossá vált, az ijedségre okot adó anomália egy szoftveres időzítési hibára vezethető vissza. A jelerősítő be- és kikapcsolását végző funkció egy belső időzítőre támaszkodik. Ez az időzítő folyamatosan visszaszámol, és 16 havonta egyszer újraindul nulláról. Ha viszont a bekapcsolást végző funkció történetesen pontosan annak pillanatában használná az időzítőt, amikor az éppen újraindul, akkor az erősítő kikapcsolva marad – a JUICE adása túlságosan gyenge lesz a földi vételhez. Ez az apró és valószínűtlen hiba okozta az űrszonda látszólagos elnémulását. A szakemberek most azon dolgoznak, hogy ilyesmi ne fordulhasson elő többé.
Animáción a JUICE Vénusz melletti gravitációs lendítő manővere, miközben a nagy antenna folyamatosan a Nap irányába néz, árnyékolva az érzékeny fedélzeti műszereket. (Forrás: ESA)
A JUICE augusztus 31-én (vasárnap) magyar idő szerint 07:28-kor közelítette meg a legjobban a Vénuszt. A hőmérsékleti korlátozások miatt a műszerek kikapcsolva maradtak, így a bolygóról képek sem készültek. Volt azonban olyan kísérlet, amely dolgozott/dolgozik a Vénusz elrepülés alatt, illetve az ezt megelőző és követő napokon. Ez a magyar közreműködéssel, a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet kutatói részvételével folyó PRIDE (Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment). Mint arról korábban már részletesen írtunk, a PRIDE egyik feladata a JUICE, mint mesterséges rádióforrás pontos égi helyzetének meghatározása a távoli rádiósugárzó aktív galaxismagok (kvazárok) által kifeszített vonatkoztatási rendszerben, földi rádiótávcső-hálózatokkal végzett összehangolt megfigyelések alapján. A Vénusz-közelség idején az Európai VLBI Hálózat (European VLBI Network, EVN) antennái Európában, Ázsiában és Dél-Afrikában a JUICE-t követték, ahogyan a gravitációs hintamanőver előtt és utáni időszakban a déli féltekén, Ausztráliában is egy kisebb, négyelemű hálózat a Tasmaniai Egyetem (University of Tasmania) szervezésében. A PRIDE számára a Vénusz melletti elrepülés a legjobb főpróba lehetőségét kínálja, hiszen később, a 2030-as években a Jupiter rendszerében, a holdak melletti elrepülésekkor hasonló megfigyeléseket kell majd végezni.
Az EVN-ben részt vevő rádióteleszkópok elhelyezkedése. (Forrás: JIVE)
A PRIDE kísérlethez nem szükséges más külön fedélzeti műszer, csak az űrszonda rádiós kommunikációs rendszere. Ezért nem érinti a Vénusz közelében uralkodó magasabb hőmérséklet – viszont bajban lenne, ha az űrszonda rádióadása leállna. Igaz, ebben az esetben a baj a teljes küldetést érintené... Remélhetőleg nem fordul elő ilyen többet. Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Az ESA új követőállomása Spanyolországban
Az ESA követőállomások négy évtizede
Űrközpont-születésnap
GYORSHÍR: Úton a JUICE
Merész hintamanőver
A JUICE navigációja
Megoldódott a JUICE kommunikációs anomáliája (ESA)
Egy nemzetközi csillagászcsoport újra felvetett egy klasszikus kérdést: vajon a távoli aktív galaxismagok látszólagos mérete segíthet-e az Univerzum geometriájának tanulmányozásában? 
