Come si riavvia una sonda spaziale a 140 milioni di km da casa

Se vi ricordate, un paio di anni fa la gloriosa sonda Voyager 1 aveva iniziato ad inviare messaggi incomprensibili al centro di controllo di Houston: i tecnici della NASA avevano capito che si trattava di un guasto di alcuni chip di memoria del computer, perciò hanno approntato una nuova versione del SW e l’hanno successivamente inviato alla sonda. Detto così sembra semplice, ma in realtà…

Le distanze in gioco erano tali che ci volevano più di 18 ore per far arrivare il nuovo SW alla sonda e altrettanto tempo per avere un riscontro.

Subito dopo l’ok da parte della sonda, era stato inviato il comando di riavvio del computer: ma solo dopo parecchie interminabili ore di snervante attesa, la sonda aveva risposto positivamente e successivamente aveva ricominciato a funzionare come previsto.

Nel sito UniverseToday, il noto Mark Thompson ci descrive invece un’altra situazione in cui il computer di una sonda è stato riprogrammato dal centro di controllo della missione, nel corso di una operazione prevista e schedulata già fin dall’inizio della missione stessa: la sonda in questo caso si trovava ad una distanza meno proibitiva.

Lascio la parola a Mark, traducendone l’articolo come di consueto in modo ragionato e non certo influenzato da un’intelligenza artificiale.

Riavviare una sonda spaziale a 140 milioni di km dalla Terra

Come si fa ad installare un nuovo SW su un computer che non potete toccare, in volo nello spazio profondo ad una velocità di più di 12 km/sec? Per il team di controllo della sonda Hera dell’ESA è stata una sfida notevole: i tecnici l’hanno affrontata e risolta, permettendo così alla sonda di proseguire nella fase più importante della sua missione.

Nulla a che vedere con quello che succedeva millenni fa nei nostri computer quando si reinstallava Windows con ben 24 floppy disk.

La sonda Hera si trova attualmente a circa 140 milioni di km dalla Terra e si sta dirigendo verso l’asteroide Dimorphos, in orbita intorno al più grande Didymos.

Tutte le istruzioni inviate alla sonda Hera partono da un’antenna gigante di 35 metri di diametro, puntata con precisione nel punto desiderato del cielo: pur viaggiando alla velocità della luce il segnale impiega circa 8 minuti per arrivare e ce ne vogliono altrettanti per le risposte della sonda. Nulla in confronto con i tempi visti prima per la Voyager 1.

Se ci fosse qualcosa che non funziona, non c’è ovviamente alcuna possibilità di andare ad effettuare le riparazioni sul posto oppure staccare o riattaccare un cavo.

Dopo aver inviato con successo il nuovo SW, il team ha affrontato una sfida ancora più difficile effettuando il riavvio del computer di bordo, non per una, ma per due volte. Questo perché il computer di bordo della sonda Hera è formato da due parti che eseguono programmi in parallelo per ridondanza: dunque ognuna delle due parti doveva essere aggiornata e successivamente riavviata.

I tecnici del team sono rimasti in trepidante attesa della risposta della sonda, pronti alla possibilità che la sonda fallisse il compito schedulato: ma tutto è andato per il meglio.

La genesi del nuovo software

Il software che è stato inviato alla sonda era stato testato rigorosamente per un anno e mezzo, nel corso di cinquanta sessioni di test su una replica perfettamente funzionante della sonda, presso i laboratori Hera Avionics Test Bench della OHB di Brema

I tecnici hanno provato ognuna delle singole fasi in previsione dell’analisi del comportamento automatico della sonda durante la fase cruciale della missione, l’avvicinamento all’asteroide, che avverrà all’inizio dell’anno prossimo e che prevede il rilascio di due satellitini CubeSat con cui comunicare istante per istante.

Il motivo per cui la sonda non era stata lanciata con a bordo un SW finale era dovuto principalmente alla ristrettezza dei tempi, perché la missione partisse col piede giusto: doveva assolutamente essere lanciata ad ottobre del 2024 per poter compiere un GA (Gravity Assist) con il pianeta Marte nella primavera successiva e mancando quella finestra di lancio la sonda avrebbe prolungato di anni il suo viaggio.

Perciò i responsabili della missione hanno deciso di evitare il ritardo nel lancio ed inviare la sonda con un software non aggiornato, avendo tutto il tempo del lungo viaggio per testarlo in casa.

La coppia di asteroidi Didymos-Dimorphos

Dimorphos è diventato celebre nella storia dei viaggi spaziali per essere il primo oggetto del Sistema Solare ad aver subito un’intenzionale modifica dell’orbita da parte dell’uomo, venendo colpita dalla sonda DART della NASA a settembre del 2022.

L’impatto è stato così luminoso da essere osservato con i telescopi terrestri, ma quello che è successo nei giorni successivi all’asteroide non è ancora noto nei dettagli.

Per questo motivo la sonda Hera è attualmente in viaggio, con lo scopo di raggiungere Dimorphos nel prossimo autunno ed effettuare un’analisi approfondita del sito di impatto.

In questo modo si trasformerà uno degli esperimenti più audaci dell’umanità nell’effettiva conoscenza di fatti su cui poter contare in seguito, nell’infausta ipotesi di dover modificare la traiettoria di un asteroide effettivamente pericoloso ed in rotta di collisione con la Terra.