ForumAstronautico.it

L'attività scientifica di Mars Express è stata temporaneamente sospesa

0 Utenti e 1 Visitatore stanno visualizzando questo topic.

Offline Luca

  • TFNG Team - Testicula tacta, omnia pericula iacta!
  • *
  • 7.031
    • https://plus.google.com/u/0/
    • @Spazionauta
    • ISAA Council Member
E' dello scorso 31 Ottobre la notizia diffusa dall'ESA, relativa a delle anomalie nella memoria a stato solido della sonda europea Mars Express attualmente in orbita marziana,  che hanno causato la temporanea sospensione delle sue osservazioni scientifiche. Al momento si stanno studiando delle contromisure tecniche, se non per eliminare l'anomalia, almeno per evitarne le conseguenze a lungo termine.

Purtroppo i problemi di Mars Express non sono una novità, si ricorderà infatti che attorno alla metà dello scorso mese di Agosto, la sonda marziana è entrata in safe mode al fine di proteggere se stessa e il proprio payload scientifico da ulteriori guasti o errori.
La causa di questa particolare modalità operativa conservativa, risiedeva in una combinazione di eventi legati alla lettura e alla scrittura sui moduli di memoria della Solid-States Mass Memory (SSMM) del sistema informatico della sonda. L'SSMM viene utilizzata per registrare i dati acquisiti dagli strumenti scientifici e per la gestione dei dati dei sottosistemi dello spacecraft prima del loro invio sulla Terra; essa viene inoltre usata per stivare i comandi per la sonda spaziale ricevuti dalle stazioni di terra, in attesa della loro esecuzione.

Procedura di recupero standard

Poiché la precedente entrata in safe mode da parte di ME risaliva a ben tre anni prima, i controllori dell'ESA hanno ritenuto “normale” il su menzionato evento dello scorso Agosto, e quindi hanno eseguito la standard recovery procedure ripristinando l'attività scientifica.
Pochi giorni dopo, si sono presentati di nuovo dei problemi simili con la Solid-States Mass Memory.
A questo punto si è deciso di commutare sul controller ridondante (B-side) della SSMM, visto che era l'unico sottosistema in comune ai due eventi anomali. Questa decisione era supportata anche dalla necessità di avere un'operatività scientifica stabile e di ridurre il consumo di propellente causato dall'entrata in safe mode; basti pensare che nella fase di safe mode lo spacecraft può consumare quasi la stessa quantità di propellente impiegata in sei mesi di attività nominale. Le ragioni di questo vertiginoso consumo, risiedono nel cosiddetto “Sun Acquisition Process” che richiede una notevole disponibilità di manovra da parte del veicolo spaziale.

Il 15 Settembre l'attività scientifica è stata ristabilita appunto impiegando il B-Side SSMM controller, ma otto giorni dopo, ME è entrata nuovamente in safe mode. Questa volta la causa è stata un checksum error verificatosi nella comunicazione fra due sottosistemi, all'interno della SSMM; essendo stato quest'ultimo, un evento diverso dai precedenti due di Agosto, è stato deciso di considerarlo come un incidente isolato, pertanto i sistemi sono stati riportati alla normalità il 29 Settembre.
Di nuovo, l'11 Ottobre scorso, è avvenuto un evento similare senza però la transizione in safe mode, ed essendo le operazioni scientifiche continuate senza interruzioni, si è deciso di non agire subito, ma di pianificare un momento più opportuno per effettuare un warm reset della Solid-States Mass Memory.

Di seguito una timeline delle anomalie che hanno colpito recentemente la SSMM:

13 Agosto 2011: Transizione in safe mode a seguito di un errore in lettura/scrittura della SSMM
18 Agosto 2011: ripristinate le osservazioni scientifiche
23 Agosto 2011: Di nuovo, errore in lettura/scrittura ma senza transizione in safe mode
24 Agosto 2011: Switch al B-side SSMM controller
15 Settembre 2011: Ripristino delle osservazioni tramite il B-side SSMM controller
23 Settembre 2011: Transizione in safe mode dopo un errore interno di comunicazione della SSMM
29 Settembre 2011: Ritorno alle normali operazioni
11 Ottobre 2011: Ancora errore interno di comunicazione, ma senza transizione in safe mode
16 Ottobre 2011: Transizione in safe mode a seguito di un errore interno di comunicazione della SSMM. Osservazioni scientifiche temporaneamente sospese.

Stop alle osservazioni scientifiche

Domenica 16 Ottobre, Mars Express è entrata ancora in safe mode. La causa è stata una sequenza di eventi molto simili a quelli dell'evento del 23 Settembre, scatenati da un errore interno di comunicazione.
La riattivazione dell'A-side SSMM controller è stata scartata perché ritenuta una soluzione troppo rischiosa sulla base dei dati fino al momento disponibili, quindi stante la situazione, il Mission Manager ha deciso per la sospensione delle osservazioni scientifiche.

Possibile soluzione
La SSMM è un sottosistema critico di Mars Express, ed è la parte centrale a tutte le operazioni della piattaforma e della strumentazione scientifica. Il team dei controllori dell'ESOC è al lavoro per preparare una soluzione per almeno fare in modo di recuperare anche parzialmente, le attività scientifiche.
Nel corso delle operazioni normali, i comandi da remoto per la piattaforma e per il payload che vengono ricevuti dalle stazioni remote di terra, vengono stivate nel Long Mission TimeLine (L-MTL), uno speciale file della SSMM che viene usato per riempire la cache di comando della piattaforma. Al fine di far fronte agli scenari di anomalie operative, un timeline store su hardware (Short Mission TimeLine – S-MTL) è disponibile al di fuori del sottosistema SSMM.
Nell'azione correttiva ora allo studio, si impiega l'S-MTL per stivare i telecomandi prima del loro utilizzo.
E' previsto un test integrale di questa soluzione sullo spacecraft, nel prossimo futuro.

Il mission control dell'ESA ed altri esperti, stanno lavorando congiuntamente con i progettisti ed i costruttori del sottosistema SSMM per investigare sulle cause delle anomalie di lettura/scrittura e per tentare di trovare una soluzione che porti al ristabilimento della normale operatività.

Mars Express è stata lanciata il 2 Giugno 2003 con un vettore russo Soyuz-Fregat dal Cosmodromo di Baikonur in Kazakhstan divenedo così il primo veicolo dell'European Space Agency ad essere inviato verso un altro pianeta. Mars Express, costruita da un team industriale guidato dall'Astrium, al lancio aveva una massa di 1223 kg ed è entrata in orbita polare marziana il 25 Dicembre 2003.

Fonte: ESA.

Una rappresentazione artistica di Mars Express (C) ESA / Alex Lutkus
 
Luca Frigerio
 - Socio e Consigliere ISAA
 - STRATOSPERA PROJECT Supporter

Online IK1ODO

  • *
  • 5.816
  • S = -k log (W)
    • https://www.facebook.com/marco.bruno.927980
    • https://plus.google.com/113260597352108277456/posts
Luca, hai idea di quale fosse la durata di vita prevista per Mars Express?
La Solid State Memory Module (non "states"...:)) ha una capacità di 16 GB. Questi tipi di problemi possono accadere per il degrado progressivo dei componenti esposti all'ambiente di radiazione dello spazio esterno. Purtroppo Marte non ha un campo magnetico come la Terra, che ripara dalla maggior parte delle particelle.
"Lo studio e in generale l'aspirazione alla verità e alla bellezza rappresentano un ambito in cui è permesso rimanere bambini per tutta la vita" - A. Einstein

Offline Smiley1081

  • Chief Bosun mate, RMN
  • *
  • 2.796
  • Chi va al KSC si intuta...
Beh, sono otto anni che funziona, calcolando 100000 scritture garantite per un disco SSD, non sta male.
The Earth is just too small and fragile a basket for the human race to keep all its eggs in. -- Robert A. Heinlein

Una navetta costruita in serie: €1000000000. Un Cilindro di O'Neill: €300000000000000. La sopravvivenza della Razza Umana: non ha prezzo.

Offline Paolo

  • *
  • 2.291
    • http://utenti.lycos.it/paoloulivi
Luca, hai idea di quale fosse la durata di vita prevista per Mars Express?

cosi' a memoria mi pare che fosse un anno marziano. pressappoco due anni terrestri

Offline Biduum

  • *
  • 6.320
  • MiniMe
E' fuor di dubbio che abbia già fatto il suo lavoro, speriamo possa continuare ancora a lungo!

Offline Luca

  • TFNG Team - Testicula tacta, omnia pericula iacta!
  • *
  • 7.031
    • https://plus.google.com/u/0/
    • @Spazionauta
    • ISAA Council Member
Luca, hai idea di quale fosse la durata di vita prevista per Mars Express?

cosi' a memoria mi pare che fosse un anno marziano. pressappoco due anni terrestri
Esatto Paolo; 1 anno marziano pari a 687 giorni terrestri.
Ora il termine della missione è stato fissato al 31/12/2014 con una mid-term review prevista nel 2012.

Luca Frigerio
 - Socio e Consigliere ISAA
 - STRATOSPERA PROJECT Supporter

Online IK1ODO

  • *
  • 5.816
  • S = -k log (W)
    • https://www.facebook.com/marco.bruno.927980
    • https://plus.google.com/113260597352108277456/posts
Beh, si è pagata :) e abbondantemente.
Peccato non si possa fare un salto su, recuperarla e fare un'analisi dettagliata.
"Lo studio e in generale l'aspirazione alla verità e alla bellezza rappresentano un ambito in cui è permesso rimanere bambini per tutta la vita" - A. Einstein

Offline paolo_a

  • *
  • 798
Probabilmente mi sbaglio, ma fra le ultime sonde che sono andate in safe mode, c'è stata una morìa di SSD, vuoi per qualche particella ad alta energia che doveva proprio andarci a sbattere, vuoi per le eccessive sovrascritture (8 anni di vita contro 2 anni di progetto sono un bel traguardo comunque!!!).

Che protezioni fisiche sono previste ad oggi per il tallone d'achille delle sonde? Si pensa di rafforzare queste protezioni?
O, più prosaicamente: c'è un foglio di piombo che racchiude le memorie delle sonde, o un altro sistema equivalente? Qual'è lo spessore indicativo per avere una protezione  1) sufficente   e  2) totale   dalle particelle ad alta energia?
Holy shit
man walks on fucking moon!!

Online IK1ODO

  • *
  • 5.816
  • S = -k log (W)
    • https://www.facebook.com/marco.bruno.927980
    • https://plus.google.com/113260597352108277456/posts
Paolo,

è un bel casino, come si dice in gergo tecnico. Il problema è che l'energia delle particelle incidenti è parecchio elevata, e l'impatto contro uno schermo produce uno sciame di particelle secondarie di bassa energia. Queste possono creare danni anche maggiori all'elettronica. La schermatura "totale" sarebbe di qualche metro di cemento, diciamo un metro di piombo... difficilmente realizzabile ;)
Quindi si usano altri sistemi; dispositivi ridondati, particolari geometrie dei semiconduttori, trucchi software... però è difficile evitare i single point of failure, e infatti il problema sembrerebbe essere nel controller, non nei chip di memoria. Giusto per informazione, i chip "radhard" costano migliaia di volte più degli altri, in quanto i volumi produttivi sono minuscoli.

"Lo studio e in generale l'aspirazione alla verità e alla bellezza rappresentano un ambito in cui è permesso rimanere bambini per tutta la vita" - A. Einstein

sigismondo

Ci vorrebbero dei potenti campi magnetici opportunamente configurati, generati da materiali supercondottori, che avvolgano la navicella per deviare le particelle cariche.....naturalmente è tutto da dimostrare che la cosa possa essere davvero utile.

Offline Paolo

  • *
  • 2.291
    • http://utenti.lycos.it/paoloulivi
naturalmente è tutto da dimostrare che la cosa possa essere davvero utile.

in realta' i "safe events" dovuti a particelle cariche sono relativamente rari (una decina durante un'intera missione interplanetaria, con l'eccezione di quelle che si sono avvicinate molto a Giove) per cui alla fine non vale la pena perderci troppo tempo, al di la' dell'uso di elettronica rad-hard