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セーフモードは、現代の無人宇宙船の動作モードであり、このモードでは、必須でないシステムはすべてシャットダウンされ、熱管理、無線受信、姿勢制御などの必須機能のみがアクティブになります。[1]
セーフモードは、制御不能や宇宙船の損傷を示す可能性のある、事前に定義された動作条件またはイベントが検出されると、自動的に開始されます。通常、トリガーイベントは、システム障害または正常範囲外の危険と見なされる動作条件の検出です。宇宙線が宇宙船の電気システムを貫通すると、誤った信号やコマンドが生成され、トリガーイベントが発生する可能性があります。中央処理装置の電子機器は、特にこのようなイベントが発生しやすいです。 [2]もう1つのトリガーは、指定された時間枠内に受信されたコマンドがないことです。受信されたコマンドがない原因としては、ハードウェア障害や宇宙船のプログラミングミスが挙げられ、バイキング1号着陸船 の場合が挙げられます。
セーフモードに入るプロセスは、セーフィングとも呼ばれ、[3]損傷や完全な損失を防ぐために、いくつかの即時の物理的措置が取られます。必須でないサブシステムから電力が遮断されます。姿勢制御が失われた場合は、熱バランスと太陽電池パネルの適切な照明を維持するために姿勢制御の回復が最優先事項となります。[1]回転したり回転したりする宇宙船は、すぐに焼けたり、凍ったり、バッテリー電力を使い果たしたりして、永遠に失われる可能性があります。[4]
セーフモード
セーフモード中は、宇宙船の保全が最優先されます。通常、科学機器などの必須でないシステムはすべてシャットダウンされます。宇宙船は、太陽電池パネルの照明と熱管理のために、太陽に対する方向を維持しようとします。その後、宇宙船は、低利得の全方向性アンテナの信号を監視しながら、ミッションコントロールセンターからの無線コマンドを待ちます。セーフモード中に実際に何が起こるかは、宇宙船の設計とミッションによって異なります。[2]
セーフモードからの回復には、宇宙船とミッションコントロール間の通信を再確立し、診断データをダウンロードし、さまざまなサブシステムに電源を投入してミッションを再開することが含まれます。回復時間は、通信の再確立の難しさ、宇宙船の状態、宇宙船までの距離、ミッションの性質に応じて、数時間から数日または数週間までさまざまです。[5]
通常のセーフモードの動作を上書きする
通常のセーフモード操作は、時には無効にされることがあります。宇宙船のセーフモードに入る能力は、宇宙船の重要な操作（土星でのカッシーニ宇宙船の軌道投入操作など）中に抑制されることがあります。その際に重大な障害が発生した場合、ミッションの目的のほとんど、あるいはすべてが失われることになります。[3]場合によっては、宇宙船はミッションコントロールによって意図的にセーフモードにされることがあります。スピリットローバーがソル451にそうであったように。 [6]
現代の事件
- 2005
- スピリット探査機はセーフモードで数回の事故を起こした。[6]
- 2007
- カッシーニ・ホイヘンスによるイアペトゥスフライバイデータのダウンロードは、2007年9月10日のセーフィングイベントによって中断されました。 [3]
- ニューホライズンズは、2007年3月19日に、主要なコマンドおよびデータ処理（C＆DH）コンピュータの修正不可能なメモリエラーによりセーフモードに入りました。 [5]
- オデッセイは、いくつかの突然の安全確保イベント中に、火星探査ローバーと地球間の通信リンクを切断しました。 [7] [8]
- 2009
- 火星探査機（MRO）は2009年8月26日にセーフモードに入ったが、これは1ヶ月間で2度目、2009年では4度目、2005年の打ち上げ以来8度目の事故であった。[9] [10]宇宙船は2009年12月8日までセーフモードのままであった。[11]
- ケプラーは2009年6月15日と7月3日にセーフモードに入った。どちらの場合もオンボードプロセッサのリセットによって引き起こされた。 [12]
- ドーンは2009年2月17日の火星フライバイ中にプログラミングエラーによりセーフモードに入った。 [13]
- メッセンジャーは2009年9月29日、水星への3回目のフライバイ中にセーフモードに入った。 [14]
- 2014
- 2015
- ニューホライズンズは、コマンドシーケンスのタイミングの問題により、冥王星への最接近の10日前の2015年7月4日にセーフモードに入った。一部の科学的データは失われたが、ミッションの目的への影響は最小限にとどまった。 [16]
- 2016
- ジュノーは、軌道を下げるためにメインエンジンを使用した計画された操縦燃焼の直前の2016年10月18日にセーフモードに入った。 [17] 宇宙船の搭載コンピューターは再起動され、その後の科学研究システムのチェックアウトでは大きな故障は見られなかった。正確な原因は現在調査中である。 [18]
- 2018
- オポチュニティ探査車は、2018年の火星砂嵐の最中の2018年6月13日にセーフモードに入った。大気の不透明度により、ほぼすべての太陽光が遮られ、探査車の太陽電池パネルは、最小限のメンテナンスと通信のためにもバッテリーを充電することができなかった。[19] [20] 10月に大気が晴れたら再起動すると期待されていたが、再起動しなかった。これは、壊滅的な故障か、ほこりの層が太陽電池パネルを覆っていることを示唆している。[21] 2018年8月以来、探査機が1,000を超える信号に応答できなかったため、 2019年2月13日、NASAの当局者はオポチュニティのミッションが完了したと宣言した。 [22]
- ハッブル宇宙望遠鏡は、稼働中の3つのジャイロスコープのうち1つが故障した後、2018年10月5日にセーフモードに入った。故障したジャイロは約1年前から寿命の兆候を示しており、故障は予想外ではなかった。ハッブルは2009年のサービスミッション4（STS-125）中に6つの新しいジャイロを設置した。宇宙船は通常一度に3つのジャイロを使用するが、1つだけでも科学的観測を続けることができる。[23] [24]
- 2021
- NASAは、ハッブル宇宙望遠鏡が宇宙船内部の通信の同期に問題が生じたためセーフモードに入ったと発表した。科学観測は一時的に中断された。
宇宙船の損失または損失に近い結果をもたらす事故
- SOHOはセーフモードに入り、1998年6月25日にほぼ失われました。4か月後に通常の運用が回復しました。[4] [25]
- NEARはセーフモードに入り、制御不能に陥り、1998年12月20日のエロス 軌道投入の最初の試み中に失われそうになった。[26]
- マーズ・グローバル・サーベイヤーはセーフモードに入り、2006年11月2日に太陽の向きが間違っていたためにバッテリーが過熱して破壊され、行方不明になった。[27]
- ISEE-3は2014年9月16日、民間の再起動作業中に行方不明になった。[28] 36年ものの宇宙船は太陽電池パネルからの電力低下によりセーフモードに入ったと考えられている。[29]クラウドファンディングプロジェクトは連絡を再確立できていない。
参考文献
- ^ ab Bokulic, RS; Jensen, JR (2000 年 11 月 - 12 月)。「ファンビームアンテナを使用した太陽安全モードからの宇宙船の回復」。宇宙船とロケット。37 ( 6): 822。Bibcode : 2000JSpRo..37..822B。doi :10.2514/2.3640。
- ^ ab Bayer, Todd J. (2007年9月18～20日). 「計画不可能な事態に備える: 火星探査機ミッションにおける冗長性、障害保護、緊急時対応計画、異常時対応」. AIAA SPACE 2007 Conference & Exposition . 2023年1月28日閲覧。
- ^ abcカッシーニ宇宙船の安全確保 2009-07-09 ウェイバックマシンにアーカイブ
- ^ ab 「SOHO ミッション中断の暫定状況と背景レポート」 1998 年 7 月 15 日。 2006 年 8 月17 日閲覧。
- ^ ab 「PIの視点：旅程レポート」NASA/ジョンズ・ホプキンス大学/APL/ニューホライズンズミッション。2007年3月26日。 2016年10月19日閲覧。
- ^ ab 「Spirit Updates 2005」NASA/JPL。2007年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月18日閲覧。
- ^ 「Spirit Updates 2006」NASA/JPL。2007年8月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月18日閲覧。
- ^ 「Spirit Updates 2007」NASA/JPL。2009年4月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月18日閲覧。
- ^ Tariq Malik (2009 年 8 月 8 日)。「強力な火星探査機がバックアップ コンピューターに切り替え」。SPACE.com。2009年 8 月 18 日閲覧。
- ^ 「オービターがセーフモードで通信速度を向上」NASA/JPL、2009年8月28日。2011年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年8月31日閲覧。
- ^ 「宇宙船がセーフモードから外れた」NASA/JPL、2009年12月8日。2011年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年12月23日閲覧。
- ^ 「2009年7月7日ミッションマネージャアップデート」NASA。2009年7月7日。2009年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年7月8日閲覧。
- ^ 「ドーン、火星からの重力アシストを受ける」NASA/JPL。2009年2月28日。2004年10月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年8月4日閲覧。
- ^ 「MESSENGER、水星軌道観測に不可欠な重力アシストを獲得」。MESSENGER Mission News。2009年9月30日。2013年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年9月30日閲覧。
- ^ Brumfield, Ben; Carter, Chelsea J. (2014年11月18日). 「10年離れた彗星で、フィラエは永久に機能停止するかもしれない」CNN . 2014年12月28日閲覧。
- ^ Gipson, Lillian (2015年7月6日). 「NASAのニューホライズンズ、7月7日に通常の科学活動に戻る予定」アメリカ航空宇宙局 (NASA) . 2015年7月6日閲覧。
- ^ フェルトマン、レイチェル（2016年10月20日）。「ジュノー宇宙船がセーフモードに突入、科学研究を保留」ワシントンポスト。 2016年10月20日閲覧。
- ^ 「ジュノー宇宙船、最新の木星フライバイでセーフモードに。科学者は最初のフライバイのデータに興味津々」NASA JPL 2016年10月19日。 2016年10月20日閲覧。
- ^ オポチュニティ、砂嵐の間潜伏。NASA。2918年6月12日。
- ^ NASAスタッフ（2018年6月13日）。「火星の砂嵐ニュース - テレカンファレンス - 音声（065:22）」NASA。2021年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年6月13日閲覧。
- ^ 「火星探査ローバーミッション：オポチュニティに関するすべての最新情報」mars.nasa.gov 。 2018年2月10日閲覧。
- ^ 「NASAの火星探査機オポチュニティミッションが終了」NASA 2019年2月13日2019年2月13日閲覧。
- ^ Chou, Felicia (2018-10-08). Garner, Rob (ed.). 「2018年10月8日 - ジャイロの問題が診断され、ハッブルはセーフモードに」NASA . 2018年10月23日閲覧。
- ^ 「Hubble on Twitter」。Twitter 。 2018年10月23日閲覧。
- ^ Nancy G. Leveson (2004). 「宇宙船事故におけるソフトウェアの役割」(PDF) .宇宙船とロケット. 41 (4): 564–575. Bibcode :2004JSpRo..41..564L. CiteSeerX 10.1.1.202.8334 . doi :10.2514/1.11950.
- ^ 「1998年12月のNEARランデブー燃焼異常」(PDF)。NEAR異常検討委員会最終報告書。1999年11月。 2011年6月14日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2009年8月18日閲覧。
- ^ 「報告書、火星探査機喪失の原因を明らかに」（プレスリリース）NASA 2007年4月13日 2009年7月10日閲覧。
- ^ Geraint Jones (2014年10月3日). 「宇宙、金融フロンティア - 市民科学者が探査機をコントロールする方法」The Conversation . 2016年1月16日閲覧。
- ^ Keith Kowing (2014年9月25日). 「ISEE-3はセーフモードです」. Space College . 2016年1月15日閲覧。