Problémy s hardwarom

O tom, že Spirit už nie je žiadny mladík sa laboratórium JPL mohlo presvedčiť už niekoľkokrát. Naposledy sa tak stalo počas 1872. Solu, keď sa jednoducho neprebudil. A potom zaspal všetkých päť komunikačných okien. V riadiacom stredisku sa náhle zdvihol vietor. Čo sa stalo? Je to iba menšia chyba v časovači alebo sa rover nenávratne poškodil? Odpoveď poslala retranslačná sonda Mars Odyssey až po dvadsiatich-siedmych hodinách. Odvysielal obvyklé telemetrické údaje a jeho palubný počítač sa potom sám od seba resetoval. To sa už písal Sol číslo 1874. Druhý reset bol zaznamenaný o deň neskôr. Rovnako boli zistené problémy s flash pamäťou. Dáta nezbierané počas Solov 1874-1875 sa jednoducho vymazali. Takéto anomálie sa počas fungovania vozítka už raz vyskytli. Počas 17. Solu bolo zaznamenané rovnaké správanie. Anomáliu sa vtedy podarilo do dvoch týždňov vyriešiť. Pre riadiaci tým to teda nebolo nič nové. Problémy boli zapríčinené zahltením pamäte flash. Nešlo pritom o objem údajov uložených na pevnom disku, ale problém robil hlavne vysoký počet súborov. Už pri počte 6 000 sa dalo očakávať nepredvídateľné správanie. Počas výpadku ich tam bolo dokonca až 6 484.

Po vyriešení problémov sa dal rover opäť do pohybu. Ku svojmu cieľu na južnej strane Home Plate sa blížil slimačím tempom. Počas siedmich Solov prešiel iba 30 m. Príkon energie zo solárnych panelov sa zásluhou vetra zvýšil o štyridsaťpäť percent. Cez prachovú vrstvu prešlo až 51% slnečných lúčov, čo bolo najviac za posledný rok.  Spirit dokonca dokázal vyrobiť viac energie ako jeho dvojča Opportunity na druhej strane planéty. Ak si ešte spomeniete na minulý diel, tak tam som písal že rover mal stále problém so zaprášenými panelmi. Tie mu dodávali iba 200 Wh/Sol. To sa však začalo meniť. Po každom závane vetra sa príkon zvýšil o 50 watthodín a iba mesiac trvalo, než produkcia vzrástla na 500 Wh/Sol.

A to nebolo všetko. Veterné počasie na Home Plate pokračovalo a rover bol schopný každý týždeň zachytiť v priemere o desať percent viac slnečného žiarenia. Energie mal teda dosť. Ale niečo mu predsa len chýbalo…

 Najlepšie preskúmané miesto na Marse

 Vietor vial a Spirit sa pohol ďalej. Vlastne, nepohol. Po odvysielaní záberov z navigačnej kamery bolo všetkým jasné, že ich čaká náročná práca. Kolieska roveru boli do polovice zaborené v piesku.  Prvé pokusy o vyslobodenie nedopadli veľmi dobre. Rover sa ešte viac zaboril do sypkej pôdy a ľavé stredné koleso sa dokonca ani nepohlo. Navigátorov zachvátila panika. Ak Spirit prišiel o ďalšie kolo, šance na únik sa znížia. Porada o ďalšom postupe trvala týždeň.

Uväznený Spirit v lokalite Troy. Kolesá na ľavej strane mal zahrabané hlboko do piesku. Na pravej strane mu zasa fungovalo iba jedno.
Zdroj: http://blogs.agu.org/

Zato vedci až takú zlú náladu nemali. Energie bolo dosť a v dosahu vozítka sa nachádzali celkom zaujímavé ciele. Začal sa teda vedecký výskum. Najprv sa vytvorila panoramatická fotografia okolia. Infračervený spektrometer medzitým zmeral obsah argónu v atmosfére a prevetrala sa aj brúska RAT. Tá vytvorila prvú (a nie poslednú) ryhu do terénu v okolí. Na vyčistené miesto sa následne priložil Mossbauerov spektrometer.

Medzitým sa vykonali testy funkčnosti postihnutého kolesa. Najprv sa do elektromotoru pustil prúd s nízkym napätím. Neskôr sa pokračovalo s väčšími napätiami a na všeobecné upokojenie koleso reagovalo dobre. Problémy zo Solu 1901 sa teda neopakovali. Mohlo sa začať s uvoľňovaním roveru. Najprv sa však začali študovať vlastnosti prachu, ktorý ho už tri týždne držal vo svojom zajatí. Zhotovili sa štandardné fotky zeminy a k povrchu sa na niekoľko dní priložil  Mossbauerov spektrometer. Energie bolo dosť. Solárne panely dodávali cez 900 Wh za Sol. Ich účinnosť teda bola rovnaká, ako tesne po pristátí. Spirit mohol dokonca robiť nočné pozorovania. Doslova sa kúpal v slnečných lúčoch. Chýbalo len jedno. Nemohol sa pohnúť.

Lokalita v ktorej zapadol dostala meno Troy a pomaly sa stávala najlepšie preskúmaným miestom na Marse. Pôda bola rozobraná do detailov a na Zemi vyrobili materiál s podobnými vlastnosťami. Najprv sa skúšala iba v malej škatuli do ktorej sa vošlo jedno koleso. Po uspokojivých testoch si riadiace stredisko objednalo väčšie množstvo simulantu. V ňom sa potom testoval odľahčený model vozítka ktorý simuloval marsovskú gravitáciu. Vozítko sa volalo SSTB (Surface System TestBed).

Spirit medzitým na Marse s brúskou RAT hĺbil do pôdy diery. Do týchto sond sa potom vložil spektrometer. Vo výskume červenej planéty pokračoval aj nekontaktnými metódami. Fotil okolie, meral opacitu atmosféry (mieru prachu v atmosfére) a v noci pozoroval Phobos, Deimos a iné nebeské objekty.

Uväznenie vozítka v lokalite Troy malo nakoniec aj pozitívny efekt. Pri neúspešnom pokuse o vyslobodenie počas 1899. Solu sa totiž vďaka kolesám dostali na povrch minerály, ktoré boli v minulosti pravdepodobne vystavené pôsobeniu vody v kvapalnom skupenstve. Tento objav podporil teóriu o tom, že plošina Home Plate bola v minulosti zaplavená.

Na Zemi zatiaľ pokračovali testy s SSTB. Začal sa používať nehomogénny materiál, ktorý lepšie simuloval podmienky, ktorým bol vystavený Spirit. Zároveň sa zistilo, že rover sa bruchom zachytil o skalnatý výbežok, ktorý mu ešte viac bránil v pohybe.

Ako darček ku dvom tisíckam Solov na Marse vozítku červená planéta prichystala menšiu prachovú búrku, počas ktorej klesol príkon solárnych panelov na 350 Wh/Sol. Ovzdušie nad kráterom Gusev sa potom čistilo ešte niekoľko týždňov, panely však dostali poriadnu dávku prachu. Výroba energie klesla pod päťsto watthodín za Sol. Rover bol však v celkom dobrej kondícii a mohol pokračovať v intenzívnom geologickom výskume najbližšieho okolia. Lokalita Troy sa stala notoricky známa,  avšak stále bolo čo objavovať.

Počas 2037.  Solu Spirit zaregistroval problémy s vysokoziskovou anténou HGA, ktorá slúži na priamy kontakt so Zemou. Poruchu spôsobila dynamická brzda servopohonu. Zjednodušene povedané, anténa sa nevedela správne natočiť. V komunikácii sa samozrejme pokračovalo pomocou antény LGA, ale tá slúžila iba na spojenie s družicou Mars Odyssey. Navyše mala malú prenosovú kapacitu. Po vyriešení problémov s HGA na pár dní vypadol pozemský vysielač Deep Space Netwwork, a tak sa rover uviedol do plnej činnosti až o tri týždne po prvých problémoch.

Flash, flash, flash…

Spirit správne fungoval týždeň a už sa udiala ďalšia pohroma. Počas 2065. Solu sa resetoval riadiaci počítač a vyskytol sa problém s pamäťou flash. Tá po vypnutí odmietala vymazať staré súbory a znovu sa prehltila (viď začiatok článku). Tentokrát sa však problém nedal odstrániť tak ľahko. Bolo potrebné vytvoriť kompletne nový program. Odborníci zatiaľ vymysleli dočasné riešenie. Rover jednoducho využil pamäť RAM. Tá sa však po každom vypnutí vymaže. Preto sa počas dňa nesmel vypínať. Bolo to energeticky náročnejšie, ale iná možnosť neexistovala. Spirit nedisponoval záložnou flash pamäťou.

 Návrat márnotratného syna (kolesa)

Plošina Home Plate odfotená družicou Mars Odyssey. Lokalita Troy je na snímku farebne označená.
Zdroj: http://planetary.s3.amazonaws.com

 Dlho-očakávané pokusy o vyslobodenie roveru zo zajatia piesočnej duny začali 2088. Solom, kedy bol odoslaný prvý pokyn k pohybu. Ten ale skončil neúspechom kvôli príliš prísnemu limitu naklonenia. Druhý pokus sa potom uskutočnil o dva Soly neskôr. Kolesá sa niekoľkokrát otočili a výsledkom bol posun o jeden centimeter v smere jazdy. Po menšej porade sa pokračovalo v snahe. Pri treťom pokuse sa však pravé zadné koleso zaseklo. Diagnostické testy však ukázali, že je v poriadku, a tak sa pokračovalo ďalej. Opakované problémy s pravým zadným kolesom však všetko komplikovali. Preto padlo rozhodnutie zastaviť sa na chvíľu a porozmýšľať, čo ďalej. Kolo očividne nebolo v poriadku. Séria ďalších diagnostických testov nakoniec ukázala, že elektromotor je nenávratne poškodený. Pri všetkých skúškach bol nameraný vysoký odpor rotora pohonu. Každopádne však ešte bol schopný urobiť niekoľko pomalých otočení.

To isté sa počas 714. Solu stalo aj s pravým predným kolesom, ktoré bolo od tej chvíle nepohyblivé. Po viac než tisícke Solov padlo rozhodnutie preskúšať ho. Na všeobecné prekvapenie sa chovalo úplne normálne. Kládlo konštantný odpor a aj odber prúdu bol nominálny. Stal sa zázrak? Túto otázku si v tej chvíli kládli všetci ľudia v riadiacom stredisku.

Nadšenie opadlo ďalší týždeň počas druhej série testov pravej strany. Ukázalo sa, že koleso bolo iba obmedzene funkčné. To znamená že nebola možná regulácia rýchlosti a točilo sa iba v jednom smere. Aj to však rapídne zvýšilo šance na konečné vyslobodenie Spirita a opustenie lokality Troy. A bolo by načase. Veď zima už klopala na dvere a príkon solárnych panelov bol pod 300 Wh/Sol. Nakoniec sa po dvoch týždňoch vydal ďalší povel na pohyb. Prúd bol zavedený aj do problémových kolies, aj keď veľká odozva sa neočakávala. Pokus skončil neúspechom. Počas ďalšieho mesiaca dodávka elektriky klesala a navigátori vyskúšali niekoľko spôsobov otáčania kolies. Na začiatku každého pokusu vozítko napríklad najprv zacúvalo, alebo otáčalo kolesami zo strany na stranu. Výsledok bol však minimálny.

2118.

Zima sa rýchlo blížila a riadiace stredisko vykonalo niektoré manévre, ktoré mali zmeniť náklon vozítka. Nakoniec sa to však nepodarilo a Spirit sa počas 2118 Solu neozval. Po dlhých týždňoch trápenia tak nakoniec podľahol krutým podmienkam ktoré na Marse počas zimy panovali. Pravdepodobne mu nezostalo dosť energie na vykurovanie dôležitých systémov. Tak sa postupne vypojil infračervený spektrometer, robotická ruka, kamery a nakoniec aj prístrojová časť. Spirit sa uložil do hlbokého spánku v ktorom sa mu nenávratne poškodila elektronika. Riadiace stredisko potom cez vysielač Deep Space Network vyslalo viac než 1 300 príkazov na prebudenie, ale všetko bolo zbytočné. Ani po skončení zimy sa situácia nezmenia, a tak bola misia vozítka Spirit 25. mája 2011 po viac než roku mlčania oficiálne ukončená.

Rover nám za viac než 2 000 solov poslal obrovské množstvo fotiek a terabajty dát, ktoré sa budú spracovávať ešte dlhé roky. Odkaz ktorý nám zanechal tak žije ďalej. Na začiatku to bola trojmesačná výprava a na konci viac než 2 000 dní dlhé dobrodružstvo. Piesková pasca Troy sa nakoniec stala hrobom najúžasnejšieho a najvytrvalejšieho stroja všetkých čias. Počas fungovania prešiel Spirit po povrchu Marsu presne 7730 metrov. Osudným sa mu nakoniec stala prachová búrka, ktorá nad kráterom Gusev zúrila počas Solov 2000-2007. Prach vtedy zaniesol takmer dokonale čisté solárne panely, ktoré nakoniec nedokázali vyrobiť dostatočné množstvo energie na vyhrievanie kľúčových komponentov.

Rover počas svojej služby dvadsaťštyri krát prekonal plánovanú životnosť. Prekonal nespočetné množstvo prekážok. Počas šiestich rokov na planéte zažil štyri zimy. Tá posledná sa mu stala osudnou.

(to be continued)

Zdroje informácií:
http://spaceprobes.kosmo.cz/index.php?cid=37#2008-08-21

Zdroje obrázkov:
http://www2.jpl.nasa.gov/files/images/browse/03rover3.gif
http://blogs.agu.org/wildwildscience/files/2010/05/Spirit_Troy_Scamander3.jpg
http://planetary.s3.amazonaws.com/image/spirit_troy2_med.jpg