Transponder rotto

#1

Finalmente l’ESA si e’ decisa a fare un comunicato ufficiale, e quindi ne possiamo parlare apertamente, senza farci licenziare… :facepunch: Vero Marco?? :stuck_out_tongue_winking_eye:

Il 18 febbraio il transponder di Gaia si e’ guastato, mandando il sistema in Safe Mode.

Gaia ha ovviamente un secondo transponder di ridondanza, quindi dopo qualche giorno di analisi per capire cosa fosse successo, si e’ passati sul transponder ridondante, e il tutto e’ ripartito. Dopo 10 giorni, la missione scientifica e’ ripresa.

Sull’origine del guasto, e su se lo stesso guasto possa accadere anche al transponder ridondante (guasto che significherebbe la fine della missione… :skull:), ovviamente l’ESA sta lavorando.

Il comunicato ufficiale e’ qui: http://sci.esa.int/gaia/60098-gaia-status-update-safe-mode-and-recovery/

Per fortuna lo stato termico (e quindi il sistema ottico) del satellite non e’ stato perturbato in modo eccessivo. Il problema dei safe mode per Gaia e’ che il satellite cambia orientazione rispetto al Sole (normalmente lo schermo solare sta inclinato a 45 gradi rispetto alla direzione del Sole, mentre in Safe Mode si mette perpendicolare), e questo ha un effetto sulla temperatura dei telescopi, e quindi sul sistema ottico in generale (facendo cosi’ sballare tutte le calibrazioni…).

#2

Confermo tutto quanto hai scritto. I test per capire cosa e’ successo nei dettagli e per operare il transponder rimanente in modo ottimale sono ancora in corso.
Abbiamo vissuto due settimane… interessanti ecco. Altro non posso aggiungere al momento.

#3

Thanks for info, tutti e due. Non fanno più i trasponder di una volta, ecco.

edit: ma una volta che si ripristina l’assetto, le temperature dei telescopi non tornano com’erano prima? O ci mettono troppo?

#4

Ci mettono del tempo a tornare all’equilibrio (qualche settimana), ma non sempre tornano come prima. C’e’ stato gia’ un safe mode qualche tempo fa (in quella occasione non si era rotto niente, per fortuna), dopo il quale ci siamo ritrovati con i telescopi non piu’ a fuoco… :angry:

#5

Capisco… so, happy focusing :slight_smile: spero sia almeno semi-automatico, dati tutti i gradi di libertà degli specchi. Poi pensate al JWST, e state allegri!

#6

No, non e’ affatto semiautomatico… Tutto assolutamente manuale! :bookmark_tabs:
C’e’ un apparato (che si chiama wave front sensor) che registra un pattern di interferenza che monitoriamo di continuo. Confrontando il pattern che si ha quando avevamo un buon fuoco e quello quando siamo sfuocati, si calcola di quanto spostare gli specchi. Si compie questo spostamento, e si spera che dopo sia a fuoco… E soprattutto si prega che il meccanismo che muove gli specchi non si rompa… Fin ora tutto questo ha funzionato, ma ogni volta siamo tentati di accendere un cero a S. Antonio che ci protegga… :ambulance:

#7

Gaia e’ una macchina eccezionale: sono eccezionali le prestazioni che le sono richieste e sono altrettanto eccezionali le cure di cui ha bisogno quando succede qualcosa di non nominale. A causa della sua estrema sensibilita’ letteralmente ogni disturbo all’equilibrio termico e strutturale a bordo richiede tempo perche’ lo stesso si aggiusti a livelli ottimali. Tenete conto che siamo in grado, dalla telemetria, di percepire lo spostamento di una microscopica bollicina di gas presente in uno dei condotti dell’idrazina, e a volte questo basta per compromettere per alcuni minuti la qualita’ ottimale della raccolta dei dati scientifici (aka misurare superprecisamente lo spostamento relativo tra le stelle “seguite” dalle VPU sul FPA - beccateve sti acronimi - si veda video sotto).

Nel corso della missione tanti sono stati i cambiamenti, inclusi update software e ottimizzazioni delle operations, per cercare di ridurre al minimo possibile i safe mode e per velocizzare al massimo il recupero. Il finale della storia sul fallimento del transponder e’ ancora in fase di scrittura, vedremo come andra’. Nel frattempo raccogliamo dati scientifici come non ci fosse un domani :slight_smile: (Si veda allegato)

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#8

Ne serve di spazio di archiviazione per conservare 50 Gb di dati al giorno :grin:

#9

Assolutamente si’. In ESOC teniamo solo 3 settimane di dati scientifici, come “copia di emergenza”, perche’ inviamo immediatamente i dati grezzi in tempo reale ad ESAC, a Madrid. Ma poi i dati finiscono in vari centri di raccolta, tra cui quelli gestiti da CNES, come ci raccontava Paky qualche giorno fa https://www.forumastronautico.it/index.php?topic=27416.msg299496#msg299496

#10

Resoconto affascinante, Marco. Ho fatto tesoro di alcune di queste informazioni per scrivere un breve articolo:
https://aliveuniverse.today/flash-news/missioni-spaziali/3374-gaia-in-safe-mode
Mi piacerebbe sapere meglio quale sia la funzione esatta dei transponder su GAIA e perchè sono così importanti…

#11

Mah, transponder mi dà l’idea che sia qualcosa per trasmettere…

#12

Transponder = transmitter responder in modo contratto . Quindi é un qualsiasi dispositivo che riceve un segnale radio di interrogazione e lo ritrasmette con o senza informazioni aggiuntive, su una frequenza medesima o differente. Il problema é che il termine transponder é assolutemente generico, perché questi fanno letteralmente migliaia di cose. Il cellulare é un transponder. Il telepass é un transponder. Il bollino che suona quando usciamo dalle barriere dei supermercati senza aver pagato é un transponder (e noi lo facciamo sempre). La domanda é: e allora a che servono i transponder di Gaia? Infatti sull’articolo di aliveuniverse, DiLo ha scritto un generico "deputati a ricevere, amplificare e ritrasmettere un segnale su una frequenza differente". Cioé, esattamente?
Io credo per logica che quelli di Gaia che siano transponder di posizione.

#13

I transponder su Gaia (e di norma su ogni altro satellite) sono dispositivi a radiofrequenza per la ricezione e la trasmissione di segnali radio da e verso la Terra. Questi segnali portano telecomandi e inviano telemetria, e allo stesso tempo possono essere utilizzati per la misura della distanza e della velcita’ di Gaia rispetto al nostro pianeta, grazie al supporto della funzione di “ranging” e, dal lato stazione ricevente, allo studio dello spostamento doppler del segnale radio.
Gaia e’ dotata di due transponder in banda X (8-12 Ghz), ma ne usa uno solo alla volta (well, ora forzatamente uno) come primario mentre il secondo resta a disposizione come spare o come primario in caso di entrata in safe mode (quando, per un certo livello di safe mode, Gaia passa automaticamente ad usare le unita’ ridondanti).
I transponder sono dunque il mezzo attraverso il quale resta in contatto con la Terra, senza i quali la missione sarebbe sorda e muta, praticamente finita.

Le funzioni di base dei transponder di Gaia si possono riassumere in due gruppi:
A) Funzioni di ricezione

  • Acquisizione e mantenimento del segnale radio della portante
  • Demodulazione del segnale in arrivo da una sottoportante a 16kHz in formato PCM/BPSK
  • Demodulazione del segnale di ranging
  • Controllo di guadagno automatico
    B) Funzioni di trasmissione
  • Modulazione della trasmissione secondo uno degli schemi disponibili (NRZ, SP-L, GMSK)
  • Trasmissione in modalità non coerente (cioè su una frequenza fissa) o coerente (cioè su una frequenza variabile calcolata come funzione della frequenza della portante in arrivo da Terra)

L’hardware è stato prodotto da Thales Alenia Italia e per motivi contrattuali che impongono il rispetto della riservatezza non mi è possibile entrare in ulteriori dettagli, ma credo che questo basti a chiarire il ruolo fondamentale di questi dispositivi.

#14

Io mi limito a ringraziare per le interessantissime informazioni comunicate in questo 3d.
Manteneteci aggiornati pls.

#15

Molto interessante.
E io che pensavo che i satelliti trasmettessero solo i dati rilevati relativi alla missione.
Adesso capisco il perché di tanti tecnici al centro di controllo.:flushed:

Grazie delle info.

#16

Forse il trasponder è questo, o almeno molto simile: http://www.radartutorial.eu/13.ssr/pubs/Deep_Space_Secure_Transponders.pdf
Pagina 10 del PDF. A pagina 12/13 c’è quello di Bepi Colombo, che ha anche un canale di download in banda Ka; a parte questo, ed i rapporti esatti di frequenza in up/downlink in coherent mode, lo schema a blocchi probabilmente è simile a quello di Gaia.
Come detto da Marco, il trasponder è il cuore del sistema di comunicazione del satellite. Serve a comunicare ed a fare il “ranging”, ovvero stabilire l’esatta distanza e velocità relativa tra satellite e stazione di terra. Come ogni altra parte del satellite, è un sottosistema molto complesso, per cui la possibilità di un guasto esiste. Sarebbe interessante saperne di più… da nerd incalliti, ecco :slight_smile:

#17

Il transponder di Gaia è a pagina 10 del PDF di Marco.

#18

Grazie per le informazioni, le sto integrando nell’articolo! :ok_hand:
Io ho trovato in rete questo documento: http://emits.sso.esa.int/emits-doc/ASTRIUMLIM/GAIA_LGA/GAIA.ESC.ICD.00515.pdf
A pagina 9 recita: “The spacecraft telecommunication subsystem consists of a redundant set of transponders using X-Band…”

#19

Grazie Marco per aver condiviso con noi tutte queste interessanti informazioni.
Aggiungo una domanda (se puoi rispondi altrimenti ti ringrazio comunque): La memorizzazione dei dati su quale database viene fatta? (Oracle, SQL Server, Postgres, MongoDB, ecc…) o si tratta di un database custom?

Grazie

#20

L’ESAC (ovvero il European Space Astronomy Centre di Madrid), dove confluiscono i dati per far girare la pipeline, usa il database Cache della InterSystem.
Il software della pipeline, pero’, e’ piuttosto generico, e negli altri Data Processing Center si usano altri DB (o anche sistemi senza DB).