Cómo el ‘modo seguro’ protege telescopios espaciales como Hubble y TESS

¿Qué podrían tener en común los osos y los telescopios espaciales? El mes pasado, tanto el telescopio espacial Hubble y el Satélite de estudio de exoplanetas en tránsito (conocido como TESS) terminó en una especie de hibernación. Cuando se enfrentan a algún tipo de amenaza, estos telescopios apagan todos los sistemas no esenciales, haciendo solo lo mínimo para mantenerse con vida y evitar daños mayores si es posible, algo así como un oso sobrevive a un largo invierno.

Para los telescopios, su hibernación se conoce como “modo seguro.” Sin embargo, en lugar de estar dotado de un instinto natural de autoconservación, las rutinas de un telescopio para entrar en modo seguro están escritas en su código por los ingenieros que las diseñan.

El modo seguro es “prácticamente exactamente lo que parece”, explica Sam Factor, astrónomo de la Universidad de Texas en Austin. “Cuando el telescopio encuentra un problema del que no puede recuperarse automáticamente, apaga todos los sistemas no esenciales para mantener seguros los delicados instrumentos científicos”. Esto incluye apuntar sus paneles solares al sol para garantizar un suministro constante de energía y apuntar su antena directamente a la Tierra para garantizar que pueda recibir instrucciones sobre qué hacer a continuación.

El modo seguro “es un estado que mantendrá vivo el telescopio y, con suerte, no empeorará nada mientras espera que los controladores terrestres evalúen y solucionen el problema”, añade Factor. “Piensa en ello como cuando sales de casa cuando te vas de vacaciones en invierno. Todas las luces están apagadas, su computadora está apagada, pero la calefacción todavía está encendida a un nivel mínimo para evitar que las tuberías se congelen y el refrigerador sigue funcionando. Cuando llegues a casa, todo debería estar listo para funcionar”.

Varias situaciones podrían hacer que un telescopio entre en modo seguro. A veces, un sensor se rompe, lo que produce lecturas extrañas que hacen que parezca que el telescopio no funciona correctamente, pero en realidad todo está bien excepto ese sensor. Otras veces, un componente de hardware se desgasta y se rompe o el software encuentra un error inesperado.

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Algunas cuestiones son particularmente exclusivas del espacio. Por ejemplo, “en el duro entorno del espacio, una partícula de alta energía conocida como rayo cósmico “Podría golpear y voltear un poco un chip de memoria, lo que requeriría un reinicio para restaurar la funcionalidad”, dice Claire Andreoli, oficial de comunicaciones de NASA Goddard. si intenso clima espacial Según se pronostica, el equipo de operaciones de un telescopio puede incluso ponerlo intencionalmente en modo seguro para proteger los delicados componentes electrónicos mientras resiste la tormenta solar.

“Todas las naves espaciales están programadas para afrontar estos escenarios”, añade Andreoli.

Cada nave espacial de la NASA también tiene un equipo dedicado en tierra responsable de sus operaciones. Cuando un telescopio entra en modo seguro, su equipo debe recopilar toda la información que pueda de los sensores y computadoras a bordo del telescopio para determinar el problema real. En cuanto a la reparación del telescopio, todas las reparaciones deben realizarse de forma remota; algunos telescopios, como JWSTson simplemente demasiado lejos para que los astronautas puedan dar servicioy otros como el Hubble No han sido reparados en años después de la extinción del programa del Transbordador Espacial.. Esto significa que los científicos deben ser creativos con las soluciones de software, ya sea aplastando errores en el código o introducir nuevas piezas de código para solucionar el hardware defectuoso.

A menudo, los incidentes en modo seguro son sólo una parte de la vida de un telescopio (¿quién no tiene que ir al médico de vez en cuando para asegurarse de que todo funciona correctamente después de un problema de salud?), pero estos incidentes a menudo dejan a los astrónomos desconcertados. borde. Además, el tiempo que se pasa en modo seguro es tiempo perdido para hacer ciencia. Las observaciones de los telescopios espaciales se programan con meses de antelación, por lo que una interrupción de las operaciones cambia ese cronograma cuidadosamente planificado.

“Todo lo que debía observarse simplemente se retrasa para más adelante”, explica Factor. Por lo general, esto significa que las observaciones planificadas seguirán sucediendo según lo planeado, sólo que con un retraso, pero “si lleva mucho tiempo arreglar el telescopio, eso puede significar que las observaciones se pierdan si, por ejemplo, su objetivo es sensible al tiempo o se encuentra en una región”. del cielo que ya no se puede observar por dónde está el sol”, añade.

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Tanto el Hubble como el TESS entraron en modo seguro el 23 de abril y ya se han recuperado de sus problemas de salud.

El incidente del Hubble se debió a un problema con uno de los satélites de la nave espacial. giroscopios, que son necesarios para apuntar correctamente el telescopio a sus objetivos astronómicos. Esta no es la primera nave espacial que se ocupa de un giroscopio antiguo; la caza de planetas Telescopio espacial Kepler famosamente sufrió una falla en el giroscopio en 2013y el equipo del Hubble ha sido consciente de la posibilidad de tal falla durante años; de hecho, tan consciente que Los astronautas instalaron seis nuevos giroscopios en el Hubble en su última misión de mantenimiento en 2009. para evitar problemas. Al 30 de abril, tres de esos giroscopios están actualmente en funcionamiento, incluido el que provocó el reciente evento del modo seguro (y un incidente similar en noviembre de 2023). Afortunadamente, si este problemático giroscopio vuelve a atacar, la NASA tiene un plan para hacer que el Hubble funcione solo con uno de los tres piezas operativas.

tess fue también una víctima de este hardware quisquilloso. Una de sus ruedas de reacción (un tipo de giroscopio) falló después de un reinicio fallido de un incidente anterior el 8 de abril. Ese problema se solucionó y las operaciones se reanudaron el 3 de mayo, pero el equipo aún está tratando de descubrir qué causó el primer evento del modo seguro el 8 de abril.

Mantener viva una nave espacial desde lejos es un desafío importante, pero el modo seguro brinda a los equipos de la misión algo de tiempo para descubrir qué está mal antes de que pueda ocurrir más daño, como un oso que se queda dentro de una cueva agradable y cálida en lugar de salir corriendo hacia una tormenta de nieve, o irse. Vaya al médico tan pronto como note una nueva punzada de dolor en lugar de esperar hasta que necesite ir a la sala de emergencias. Por supuesto, siempre es un poco estresante cuando algo sale mal, pero al menos por ahora tanto el Hubble como el TESS son seguros, saludables y están listos para hacer más ciencia.