Với năm tàu vũ trụ đang hoạt động trên quỹ đạo hành tinh, NASA đã tăng cường giám sát giao thông để đảm bảo các quỹ đạo sao Hỏa don don tiến gần nhau.
Đồ họa này mô tả các hình dạng và khoảng cách tương đối từ Sao Hỏa cho năm nhiệm vụ quỹ đạo hoạt động cộng với hành tinh Hai hành tinh tự nhiên. Tín dụng hình ảnh: NASA / JPL-Caltech
NASA đã tăng cường quá trình tránh va chạm - lập kế hoạch giám sát giao thông, liên lạc và điều động - để đảm bảo các quỹ đạo sao Hỏa không tiếp cận nhau quá chặt chẽ.
Năm ngoái, việc bổ sung hai tàu vũ trụ mới quay quanh Sao Hỏa đã đưa cuộc điều tra về các quỹ đạo sao Hỏa hoạt động lên năm, nhiều nhất từ trước đến nay. NASA Khí quyển Sao Hỏa và Sự tiến hóa dễ bay hơi (MAVEN) và Nhiệm vụ Tàu quỹ đạo Sao Hỏa của Ấn Độ đã tham gia Mars Express 2003 từ ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) và hai từ NASA: Mars Odyssey 2001 và Tàu thám hiểm Sao Hỏa năm 2006 (MRO). Quá trình tránh va chạm mới được tăng cường cũng theo dõi vị trí gần đúng của Nhà khảo sát toàn cầu NASA Mars Mars, một quỹ đạo năm 1997 không còn hoạt động.
Quản lý lưu lượng tại Sao Hỏa ít phức tạp hơn nhiều so với quỹ đạo Trái đất, nơi có hơn 1.000 quỹ đạo hoạt động cộng với các phần cứng không hoạt động bổ sung thêm vào các mối nguy hiểm. Tuy nhiên, khi việc thăm dò sao Hỏa tăng cường và sẽ tiếp tục như vậy với các nhiệm vụ trong tương lai, các biện pháp phòng ngừa ngày càng tăng. Quá trình mới được thành lập để quản lý sự tăng trưởng này khi các thành viên mới được thêm vào cộng đồng quỹ đạo sao Hỏa trong những năm tới.
Nó không chỉ là tổng số tàu vũ trụ quan trọng, mà còn là loại nhiệm vụ quỹ đạo sử dụng để đạt được mục tiêu khoa học của họ. MAVEN, đến Sao Hỏa vào ngày 21 tháng 9 năm 2014, nghiên cứu bầu khí quyển phía trên. Nó bay trên quỹ đạo kéo dài, đôi khi cách xa Sao Hỏa hơn các quỹ đạo khác của NASA và đôi khi gần Sao Hỏa hơn, do đó, nó vượt qua các độ cao mà những quỹ đạo đó chiếm giữ. Để đảm bảo an toàn, NASA cũng giám sát các vị trí của các quỹ đạo ESA và Ấn Độ, cả hai đều bay trên quỹ đạo kéo dài.
Robert Shotwell là kỹ sư trưởng của Chương trình Sao Hỏa tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA, Pasadena, California. Shotwell nói:
Trước đây, việc tránh va chạm đã được phối hợp giữa các đội điều hướng Odyssey và MRO. Có ít khả năng xảy ra sự cố. MAVEN nhiệt độ quỹ đạo hình elip cao, vượt qua độ cao của các quỹ đạo khác, thay đổi xác suất rằng ai đó sẽ cần phải thực hiện một thao tác tránh va chạm. Chúng tôi theo dõi tất cả các quỹ đạo chặt chẽ hơn nhiều bây giờ. Có một xác suất thấp là cần một sự điều động thấp, nhưng nó có một thứ gì đó chúng ta cần quản lý.
Tất cả năm quỹ đạo sao Hỏa hoạt động đều sử dụng các dịch vụ liên lạc và theo dõi của Mạng không gian sâu của NASA, được quản lý tại JPL. Điều này mang lại thông tin quỹ đạo cùng nhau, và các kỹ sư có thể chạy các dự đoán máy tính về các quỹ đạo trong tương lai trước một vài tuần để so sánh.
Joseph Guinn là quản lý của Bộ phận Thiết kế và Điều hướng Nhiệm vụ của JPL. Guinn nói:
Nó có chức năng giám sát để dự đoán khi nào lưu lượng sẽ trở nên nặng nề. Khi hai tàu vũ trụ được dự đoán sẽ đến quá gần nhau, chúng tôi sẽ cho mọi người xem trước để các nhóm dự án có thể bắt đầu phối hợp về việc có cần điều động không.
Lượng không chắc chắn ở vị trí dự đoán của một quỹ đạo sao Hỏa vài ngày trước là hơn một dặm (hơn hai km). Tính toán dự báo cho nhân lên tuần trước sự không chắc chắn cho hàng chục dặm, hoặc km. Trong hầu hết các trường hợp khi một vụ va chạm không thể loại trừ khỏi các dự đoán trước hai tuần, độ chính xác được cải thiện trong dự báo khi ngày càng đến gần sẽ loại trừ một vụ va chạm không cần hành động tránh. Các nhóm nhiệm vụ cho các quỹ đạo có liên quan sẽ được thông báo trước khi các dự đoán cho thấy có thể xảy ra va chạm, ngay cả khi khả năng có thể sẽ biến mất trong các dự đoán tiếp theo. Tình trạng này xảy ra vào cuối năm mới 2015, 2015.
Vào ngày 03 tháng 1, tự động theo dõi diễn biến xác định rằng hai tuần sau đó, MAVEN và MRO có thể đến trong khoảng hai dặm (ba cây số) của nhau, với những bất ổn lớn còn lại ở đằng xa qua chính xác. Mặc dù đó là một ngày thứ bảy, nhưng các máy tự động đã đi ra các đội vận hành các quỹ đạo. Guinn nói:
Trong trường hợp này, trước khi dòng thời gian đủ ngắn để lên kế hoạch cho một cuộc diễn tập tránh né, những điều không chắc chắn đã thu nhỏ lại và điều đó loại trừ khả năng hai tàu vũ trụ đến quá gần nhau.
Đây dự kiến sẽ là mô hình thông thường, với cảnh báo trước khởi động giám sát cấp cao hơn và thảo luận ban đầu về các tùy chọn.
Nếu cần chuẩn bị cho một cuộc diễn tập tránh né, các lệnh tàu vũ trụ sẽ được viết, kiểm tra và phê duyệt để sẵn sàng, nhưng các lệnh đó sẽ không được gửi đến tàu vũ trụ trừ khi các dự đoán trước một hoặc hai ngày cho thấy khả năng kết hợp nguy hiểm. Lượng không chắc chắn về từng vị trí chính xác của tàu vũ trụ khác nhau, do đó khoảng cách được coi là không an toàn cũng khác nhau. Đối với một số tình huống, một hình chiếu về phía trước của hai chiếc máy bay trong phạm vi khoảng 100 yard (100 mét) với nhau có thể kích hoạt một cuộc diễn tập.
Quá trình tránh va chạm chính thức mới đối với Sao Hỏa là một phần của Quy trình đánh giá kết hợp không gian sâu tự động đa nhiệm vụ của NASA. Một lợi ích phụ của nó là thông tin về thời điểm hai quỹ đạo sẽ ở gần nhau - mặc dù cách xa nhau một cách an toàn - có thể được sử dụng để lập kế hoạch quan sát khoa học phối hợp. Cặp đôi có thể nhìn vào một phần của Sao Hỏa hoặc bầu khí quyển của nó về cơ bản cùng một quan điểm với các công cụ bổ sung.