Μαθαίνοντας σε έναν παλιό δορυφόρο νέα κόλπα.

Ο XMM-Newton, ένα τηλεσκόπιο της ESA σε τροχιά για την παρατήρηση των ακτίνων X, εκτοξεύθηκε 17 χρόνια πριν και έχει βοηθήσει τους επιστήμονες ανά τον κόσμο να κατανοήσουν κάποια από τα πιο μυστηριώδη γεγονότα του Σύμπαντος μας, από το τι συμβαίνει μέσα και γύρω από τις μαύρες τρύπες, έως και το πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες.

Στα 3800 κιλά, ο μήκους 10 μέτρων XMM-Newton είναι ο μεγαλύτερος επιστημονικός δορυφόρος που έχει κατασκευαστεί ποτέ στην Ευρώπη και οι τηλεσκοπικοί του καθρέπτες οι πιο ευαίσθητοι που έχουν αναπτυχθεί ποτέ.

Αναμένοντας να συνεχίσει την λειτουργία του για μια δεκαετία ακόμα, το ανθεκτικό αυτό διαστημικό σκάφος έχει εκπλήξει ευχάριστα όλους πετώντας για περίπου δύο δεκαετίες – και χωρίς να παρουσιάζει σημάδια να εγκαταλείψει την πορεία του.

Η επιτυχία του XMM-Newton έγινε δυνατή όχι μόνο εξαιτίας της στιβαρής κατασκευής του σκάφους, αλλά και λόγω της στενής συνεργασίας ανάμεσα στο κέντρο αστρονομίας της ESA στην Ισπανία,κοντά στη Μαδρίτη, και τους ελεγκτές της αποστολής στο κέντρο επιχειρήσεων της ESA στο Ντάρμσταντ της Γερμανίας.

"Ο συνολικός αριθμός των 4775 επιστημονικών δημοσιεύσεων έως σήμα, με 358 μόνο αυτή τη χρονιά, είναι ένα εντυπωσιακό ρεκόρ της επιστημονικής επιτυχίας της αποστολής, καλύπτονας πάρα πολλές περιοχές της αστροφυσικής," σημειώνει ο επιστήμονας του έργου Norbert Schartel.

Όμως, για να διατηρηθεί «υγιής» ο δορυφόρος για τρίτη δεκαετία σημαίνει ότι η ομάδα πρέπει να συνεχίσει να αναπτύσσει και να δοκιμάζει νέες τεχνικές ελέγχου. Για παράδειγμα, μία σύνθετη αλλαγή στο σύστημα ελέγχου της τροχιάς έχει μειώσει στο μισό την κατανάλωση καυσίμων.

Πετώντας με ολοένα και λιγότερα καύσιμα

Αρχικά, η διατήρηση του XMM σε τροχιά θα απαιτεί περιστασιακές προωθητικές πυροδοτήσεις, περίπου μία ανά ημέρα, και αυτό σημαίνει κατανάλωση καυσίμων.

"Έχουμε αρκετή ποσότητα καυσίμων και κατά τη διάρκεια της χρονιάς έχουμε βρει πώς να χρησιμοποιήσουμε όλο και λιγότερα καύσιμα για να διατηρηθεί η επιστημονική μας τροχιά.",αναφέρει ο Marcus Krisch, διευθυντής των επιχειρήσεων του σκάφους.

"Τα καύσιμα κατανέμονται σε τέσσερις ξεχωριστές δεξαμενές, αλλά η κύρια δεξαμενή αδειάζει πρώτα. Ο σχεδιασμός σημαίνει ότι δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα εναπομείναντα καύσιμα σε άλλες δεξαμενές, οπότε τα μεταφέρουμε όλα στη δεξαμενή 1. Αυτό θα μας βοηθήσει να συνεχίσουμε τις επιστημονικές επιχειρήσεις στην ερχόμενη δεκαετία."

Πίσω στο δωμάτιο ελέγχου

Σαν μέρος της διαδικασίας, η ομάδας ελέγχου της πτήσης του XMM επέστρεψε στο τεράστιο, γενικού σκοπού, Κεντρικό Δωμάτιο Ελέγχου της ESA στον έλεγχο της αποστολής το Νοέμβριο - η πρώτη φορά από την εκτόξευση το 1999 – για πέντε ημέρες εντατικών προσομοιώσεων. Η ομάδα ουσιαστικά δουλεύει από ένα μικρότερο, ειδικό δωμάτιο το οποίο μοιράζεται μαζί με τις ομάδες των αποστολών Integral και Gaia .

Οι προσομοιώσεις έλεγξαν τις διαδικασίες που θα χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά των καυσίμων και για την επαναρύθμιση του XMM για να λειτουργήσει πέρα από το 2017.

Κανείς δεν το έχει πραγματοποιήσει ποτέ αυτό.

"Όχι και πολλά διαστημικά σκάφη χρησιμοποιούν το ειδικά σχεδιασμένο σύστημα δεξαμενής καυσίμων όπως στο XMM," λέει ο Nikolai von Krusenstiern, μηχανικός των επιχειρήσεων του σκάφους.

"Από όσο είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε, κανένας δεν έχει ολισθήσει καύσιμα από μία δεξαμενή σε άλλη με ένα σχεδιασμό δεξαμενής όπως ο δικός μας, σε δορυφόρο σε τροχιά, και θέλουμε να πάρει όσο χρόνο είναι απαραίτητο για να ελαχιστοποιήσουμε κάθε ρίσκο για την αποστολή."

Ανεφοδιασμός από δεξαμενή σε δεξαμενή δεν έχει ποτέ προβλεφθεί σε αρχικές προδιαγραφές – καθώς η πτήση του ΧΜΜ δεν είχε προγραμματιστεί να διαρκέσει τόσο πολύ - έτσι καμία διαδικασία δεν αναπτύχθηκε από τον κατασκευαστή Astrium (Airbus Defence & Space πλέον).

"Η Airbus είναι πολύ εξυπηρετική – μας βοήθησαν ακόμα και να έρθουμε σε επαφή με τον αποσυρθέντα πλέον σχεδιαστή του συστήματος καυσίμων για να μας βοηθήσει να σχεδιάσουμε με ασφάλεια τις διαδικασίες", αναφέρει ο Nikolai.

Η τρίτη δεκαετία του ΧΜΜ

Η ομάδα θα αναλύσει τώρα τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων του προηγούμενου μήνα με στόχο την επαναρύθμιση του σκάφους μέσα στο 2017. Αυτό θα συμπληρώσει την προσεκτική βελτιστοποίηση των διαδικασιών του ελέγχου πτήσης που έχουν ήδη ξεκινήσει, και θα διατηρήσουν τους προωθητήρες του XMM ώστε να πυροδοτούνται – και το σκάφος να πετάει αξιόπιστα – έως και το 2023.

Μετά από αυτό, η ομάδα θα έχει στα χέρια της ένα επιβεβαιωμένο σχέδιο χαμηλού ρίσκου για να διεξάγει τον ανεφοδιασμό καυσίμων, ο οποίος από τότε και στο εξής θα διατηρήσει το σκάφος στην επιστημονική αποστολή του για τρίτη δεκαετία.

"Ο χρόνος που ξοδεύτηκε σε εκπαίδευση και προσομοιώσεις τον προηγούμενο μήνα ήταν τεράστιας αξίας για ολόκληρη την ομάδα" αναφέρει ο Marcus.

"Δουλέψαμε όλοι μαζί για να επινοήσουμε μία σταθερή λύση για τις επόμενες δεκαετίες του XMM, και οι μηχανικοί κέρδισαν εξαιρετική εκπαιδευτική εμπειρία που μπορούν να χρησιμοποιήσουν για το ΧΜΜ ή ακόμα και να τη μεταφέρουν μαζί τους εάν ανατεθούν σε άλλες αποστολές."