Il telescopio Hubble in “Safe Mode”


La settimana scorsa il telescopio spaziale ha interrotto le operazioni scientifiche per una anomalia ad uno dei 3 giroscopi funzionanti.

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Il team di esperti che sta analizzando il problema ha appurato che il giroscopio di back-up, entrato in funzione una settimana fa e causa del “safe mode”, in realtà funziona correttamente ma invia dati non attendibili (valori troppo elevati di rotazione) che non possono essere utilizzati per le operazioni di tracking “fine” durante le osservazioni scientifiche. Gli sforzi per cercare di renderlo utilizzabile continuano. Intanto, per una incredibile coincidenza, anche l’altro grande osservatorio orbitante, il telescopio Chandra X-ray (operativo da 19 anni), è andato in “safe mode” probabilmente per cause analoghe a quelle di Hubble.

I giroscopi sono organi essenziali perchè, insieme ai volani di reazione (“reaction wheel”) e ai puntatori stellari per la guida fine, servono per orientare il telescopio e stabilizzarlo durante le osservazioni. In realtà, per orientarsi in modo grossolano Hubble sfrutta anche delle bussole magnetiche, dei sensori di luce solare e di luce stellare ma questi non sono sufficienti per un puntamento “ultrastabile” richiesto dalle osservazioni astronomiche, soprattutto se prolungate per ore. Quando Hubble ruota, i suoi giroscopi misurano la direzione in cui il telescopio sta girando e il tasso di rotazione, nelle tre direzioni principali; per garantire una tolleranza ai guasti, ciascuno di questi apparati è “duplicato” per un totale di 6 giroscopi, in base al principio di “ridondanza” molto usato in campo areospaziale. Si tratta di alcuni tra i giroscopi più precisi e stabili mai costruiti, ma I fili sottili che li alimentano possono degradarsi nel tempo, causando misurazioni errate della frequenza e possibili anomalie. Nel tempo sono state sviluppate correzioni del software per tenere conto di questo possibile deterioramento e, nel corso della quarta “servicing mission” con lo Shuttle nel 2009, gli astronauti hanno sostituito tutti i sei giroscopi per prolungare la vita operativa del telescopio il più a lungo possibile.

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I tre sistemi principali nel sistema di puntamento/stabilizzazione di Hubble.

Normalmente vengono utilizzati tre giroscopi alla volta per massimizzare l’efficienza e la qualità delle osservazioni (si parla di una stabilità di puntamento di qualche milli-secondo d’arco). Tuttavia, il sistema di puntamento è stato migliorato e può funzionare bene anche con due giroscopi, o addirittura solo uno, in tandem con gli altri sensori, anche se con prestazioni leggermente deteriorate.

Il giroscopio che ha appena fallito aveva esibito un comportamento “di fine vita” per circa un anno, e il suo guasto non era inaspettato; altri due giroscopi dello stesso tipo avevano già fallito. I rimanenti tre giroscopi “ridondanti” disponibili sono tecnicamente migliori e quindi dovrebbero avere una vita operativa significativamente più lunga. Tuttavia, mentre due di questi dispositivi potenziati sono in funzione regolarmente già da tempo, il terzo di essi, che doveva appunto subentrare per sostituire quello appena guastatosi, in base ai dati della telemetria non stava funzionando al livello di prestazioni richiesto. Di conseguenza, Hubble è rimasto in modalità “safe” provvisoria.

Il personale del “Goddard Space Flight Center” della NASA e dello “Space Telescope Science Institute” stanno attualmente eseguendo analisi e test per determinare quali opzioni sono disponibili per ripristinare il corretto funzionamento del giroscopio e le operazioni scientifiche sono state sospese. Un team di “Anomaly Review Board”, composto da esperti, si sta formando per indagare su questo problema e sviluppare il piano di recupero. Se questa indagine riuscirà nel recupero del giroscopio malfunzionante, Hubble riprenderà le operazioni scientifiche nella sua configurazione standard a tre giroscopi, altrimenti si dovrà ripiegare alla modalità “reduced-gyro” cui accennavamo prima, con alcune limitazioni sulla copertura della volta celeste in un determinato momento e un limitato impatto sulle prestazioni scientifiche generali.

La modalità sicura mette il telescopio in una configurazione stabile fino a quando il controllo da terra può correggere il problema e riportare la missione al normale funzionamento. Per il resto, gli strumenti di Hubble sono ancora pienamente operativi e si prevede che produrranno una scienza di qualità eccellente per gli anni a venire.

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