与时间赛跑：快速工程拯救了NASA的MAVEN飞船

来自加州大学伯克利分校的MAVEN首席研究员Shannon Curry说道：“这是任务面临的一个关键挑战，但由于我们的航天器和操作团队的工作，MAVEN将继续产生重要的科学并作为地面资产的中继站运行到十年结束。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月进入围绕火星的轨道。该任务的目标是探索该星球的高层大气、电离层以及跟太阳和太阳风的相互作用，以此来帮助科学家探索火星大气在太空中的流失。了解大气层的流失使科学家们能够深入了解火星大气层和气候的历史、液态水和行星的可居住性。MAVEN的主要任务是一年的时间。此后，它已经远远超过了这个期限，最近被批准进行第五次延长任务。

安全模式事件

2022年2月22日周二，团队在对IMU-1进行例行的预定电源循环后跟航天器失去了联系。IMU用于通过测量航天器的旋转速度来确定其在空间的姿态。MAVEN上有两个相同的IMU。IMU-1是主单元，而IMU-2是备份单元。一旦恢复了跟航天器的联系，工程遥测显示，航天器无法通过任何一个IMU确定其姿态。作为回应，航天器进行了一次计算机重启，但仍无法确定其方向。作为最后的手段，航天器切换到备份计算机，这使得MAVEN能从IMU-2获得准确的读数。航天器进入了“安全模式”，它停止了所有计划中的活动，其中包括科学和中继操作并等待来自地面的进一步指示。

该团队已经在努力开发全恒星模式--一个在没有IMU的情况下通过恒星导航的系统，其将在2022年10月实施，因为IMU-1之前出现了异常而IMU-2的寿命也接近尾声。当老化的轨道器上的IMU退化时，开发和切换到全星模式是一种标准做法。

洛克希德-马丁公司位于科罗拉多州利特尔顿的MAVEN航天器团队负责人Micheal Haggard指出：“这是一个最初没有人预料到的情况，但航天器按照设计执行。当我们在备份计算机上结束时，航天器已经尝试修复IMU-1的问题约78分钟了。我们最后在IMU-2上结束，并且压力很大，所以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-马丁的航天器团队努力加快软件的开发以启用全恒星模式，因为IMU-2的预测寿命不会持续到10月。4月19日--比计划提前五个月，航天器团队完成了开发并将软件补丁上传到MAVEN。代码一经上行，IMU-2就被关闭，这为未来的航天器需求保留了它的剩余寿命。在上行链路之后，团队进行了一系列的测试以验证全恒星模式的功能，而该代码以前没有在飞行中测试过。

位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的MAVEN项目经理Rich Burns说道：“该团队真正加强了对生存的威胁。当我们在秋天认识到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。航天器团队接受了挑战，在异常情况发生后，在巨大的压力下工作。”

一旦全恒星模式被上链，航天器和科学团队就接通了仪器的电源并为科学操作进行了配置。所有的仪器都是健康的并成功地恢复了观测；然而，在完成全恒星模式的测试之前，航天器被限制为指向地球，所以仪器的方向并不像它们在科学操作期间通常的那样。尽管如此，一些有限的科学仍是可能的，MAVEN甚至在仪器通电后不到两天就观测到了火星上的日冕物质抛射撞击。

向科学和中继前进

MAVEN在成功过渡到完全的全恒星导航后于2022年5月28日周六回到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。通常情况下，每年都有一定的时间必须使用IMU，所以团队将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能在其延长的任务期限内保持运行，从而使轨道器能在任务迄今遇到的火星大气层中最极端的条件下继续进行观测。

MAVEN的主要研究人员在加州大学伯克利分校，而NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心则负责管理MAVEN任务。洛克希德-马丁航天公司建造了该航天器并负责任务运营。位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA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的大气和空间物理实验室负责管理科学运作和公共推广及交流。