在欧空局Juice任务上的冰月探测雷达(RIME)天线在发射后遇到部署问题后，欧空局、空客和SpaceTech的工程师共同努力，成功地解决了这个问题。他们怀疑冰的形成是问题所在，于是通过阳光照射来加热航天器，但当这不起作用时，他们继续按计划部署天线，最终移除了卡住的针，成功地部署了天线。(果汁飞越木卫三，艺术家的印象。)来源:欧洲航天局

当欧空局Juice任务的RIME天线在发射几天后未能部署时，工程团队面临着巨大的挑战，他们要了解故障并纠正它。有机会一睹木星神秘的冰冷卫星的内部情况。

在飞船离开地面之前，风险就已经很高了。欧空局的木星冰卫星探测器(Juice)是由空客公司设计的，目的是对木星系统及其冰卫星家族进行前所未有的调查。

这项研究的关键是冰月探测雷达(RIME)天线，它是Juice的10个综合科学仪器套件的一部分。一旦进入木星系统，RIME将被用于远程探测木星冰层卫星的地下。它的雷达信号将穿透9公里深处的卫星，并揭示直径在50到140米之间的细节。这将深入了解它们的地质情况，并提供独特的数据，以了解这些遥远的、冰冷的卫星的可居住性。

Juice的RIME天线，折叠起来准备部署。2023年4月14日，ESA的木星冰卫星探测器Juice在发射后不久，用Juice监测相机2号(JMC2)拍摄了这张照片。信贷:ESA /果汁/江铃汽车

但为了成功收集这些数据，科学家们必须首先将航天器及其仪器送入太空，这意味着要折叠一些硬件。

RIME天线长16米，太长了，无法装进将Juice送入太空的阿丽亚娜5号火箭的前锥。因此，它是在两个吊杆中建造的，每个吊杆分为四个部分。在这八个部分中，三个将部署在航天器的一侧，三个在另一侧，两个将固定在航天器上。发射时，三个可展开的部分被折叠回固定部分，并由两个支架固定。

一旦进入太空，称为非爆炸致动器(NEAs)的装置将从德国达姆施塔特的欧洲空间操作中心(ESOC)一个接一个地远程启动。每个NEA将从支架上取下一个固定销，使该部分弹起到位。

这就是问题开始的地方。

部署Juice的RIME天线的程序于2023年4月17日开始，即发射三天后，直到那时一切都进行得很顺利。延续这一趋势，第一步进展顺利。安装在航天器上的两个监控摄像机被用来跟踪RIME的部署。从下载的图像来看，天线部分在一张图像上是可见的，然后在另一张图像上就看不到了。在这两幅图像之间，NEA发射了，大头针释放了，天线段啪的一声到位了。检查外部摄像机的图像显示，部分到位，遥测数据也证实了这一点。它表明，由于吊杆的突然展开，航天器正在振荡，姿态和轨道控制系统(AOCS)正在纠正最后的这些运动。信贷:ESA /果汁/江铃汽车

欧空局高级机械工程师罗南·勒·莱蒂(Ronan Le Letty)是Juice团队的一员，在RIME部署期间，他在ESOC为飞行控制团队提供建议，飞行控制团队接收来自航天器各种机载传感器的遥测数据，并发送Juice命令。

该程序于2023年4月17日开始，也就是发射三天后，在此之前一切都进行得很顺利。

延续这一趋势，第一步进展顺利。安装在航天器上的两个监控摄像机被用来跟踪RIME的部署。从下载的图像来看，天线部分在一张图像上是可见的，然后在另一张图像上就看不到了。在这两幅图像之间，NEA发射了，大头针释放了，天线段啪的一声到位了。检查外部摄像机的图像显示，部分到位，遥测数据也证实了这一点。它表明，由于吊杆的突然展开，航天器正在振荡，姿态和轨道控制系统(AOCS)正在纠正最后的这些运动。

满意后，团队进入第二阶段。

发出了发射执行器的命令。遥测数据在图像之前到达，但有些地方出了问题。预期的振荡没有出现。几秒钟后，摄像头的图像回来了。吊臂部分在其装载的配置中仍然清晰可见。部署失败了。

“你会经历一种难以置信的状态，”罗南说，“最不想要的情况正在发生。我们检查了两遍，三遍，四遍。我们再次尝试激活执行器，但什么也没发生。”

Juice卡住了，但移动的RIME天线被太空船上的Juice监控摄像机捕捉到了。这张动画展示了4月17日至21日拍摄的五张照片中的雷达运动，当时地球上的团队正在完成Juice部署的步骤。信贷:ESA /果汁/江铃汽车

位于法国图卢兹的空中客车防务和航天公司的团队也以一种难以置信的职业状态观看了比赛。他们于2015年被选为该航天器的主承包商，负责领导航天器的设计、建造和测试，并根据需要引入其他公司提供组件、系统和仪器。

“我们知道，我们必须迅速设法了解发生了什么，然后设法找到一个变通办法，”空客Juice的总工程师弗莱姆·费伊(fracimdfaye)说。

就在第二天早上，随着怀疑从他们的脑海中消失，团队聚集在一起进行在线电话会议，分享他们的见解并讨论异常现象。一方面，他们知道他们必须找到一些方法来释放被卡住的部分，但另一方面，他们知道他们不能做任何会损害其他部分部署的事情，或者实际上是宇宙飞船的其余部分。

队员们的第一个想法是，也许在固定冰架的大头针上形成了一些冰。每次宇宙飞船离开地球，都会发现自己身处一个寒冷、没有空气的环境中。这种突然而剧烈的空气压力损失意味着少量的水蒸气会突然从制造飞船的材料中逸出。然后，它就会冻结在航天器极其寒冷的表面上。

由于日冕附近的航天器上没有加热器，除去冰意味着要旋转航天器，使天线面向太阳。但是，携带RIME的航天器表面被设计成“冷面”，这意味着它从未打算在发射后直接暴露在阳光下。与之相连的部件、仪器和系统也同样如此。

经过几天的研究，该团队开始逐渐旋转航天器，以便照亮表面。ESOC的航天器运营经理Angela Dietz说:“我们在两周内做了八个雪橇来照亮RIME支架。”每次他们在水面上暴露的时间更长，都要仔细观察船上传感器的遥测数据，以了解这项操作的局限性。起初，这个动作只持续了25分钟。最后，他们觉得每次在地面上暴露73分钟很舒服。

同时，正在考虑其他可能的恢复方案。

如果不是冰使RIME关闭，而别针只是卡住了，那么也许摇晃宇宙飞船会使它松动——尽管“摇晃”这个词太极端了，无法描述实际的运动。

这艘飞船重达6吨，船上的推进器只能非常轻柔地前后晃动。尽管如此，团队还是觉得值得一试。被卡住的针可能只需要移动一两毫米，但团队必须小心。他们不能冒着飞船剧烈颠簸的危险伤害其他任何东西。因此，正如团队在加热方面所做的那样，他们开始谨慎地测试这一策略。

“我们做了几次推进器点火，并使用了主发动机，通常与加热雪橇相连。推进器甚至以一定的顺序发射，试图摆脱堆叠的臂架，但我们只看到支架内的小运动，”安吉拉说。

因此，团队转向其他想法。

天线的制造商，德国SpaceTech公司，也提出了一个回收计划。实际上，它是继续展开天线的其他四个部分，就好像什么都没发生过一样。他们知道，当每个NEA发射时，它会在天线的其余部分产生一个小的机械冲击，可能会使卡住的针脱落。

然后，制造商取得了突破。SpaceTech的工程师们设法用用于测试的天线模型重现了这种异常现象，并证实了最近的NEA发射通常会成功地移除卡住的销钉。研究还发现，为了增加成功的机会，天线应该暴露在阳光下加热。

这是因为尽管工程模型已经在太空的低温下进行了全面测试，但实际的飞行模型却没有。研究小组得出结论，在失败的NEA释放过程中遇到的极端寒冷的条件可能是一个促成因素，因此在所有未来的驱动之前，天线应该被太阳加热，以使其尽可能接近“室温”，他们知道它可以工作。

有了几个关于如何恢复仪器的想法，团队决定亲自开会决定前进的方向。在SpaceTech举办的技术研讨会上，这些团队决定先尝试加热。如果这不起作用，他们将继续发射其他近地小行星，首先用阳光加热它们。罗南说:“制定一个计划，让所有团队都朝着这个计划努力，这种做法非常有益。”

这次异常事件已经发生好几个星期了，压力越来越大。这次任务有一个时间表，尽管RIME很重要，但它只是航天器上的一个仪器。“对我来说，这是恢复过程中最复杂的事情，”空客技术权威团队的纪尧姆·尚本(Guillaume Chambon)说。纪尧姆被任命负责空客方面的恢复工作。他说:“你必须足够快地采取行动，因为每个人都希望你取得进展，但你需要花足够的时间考虑你所提议的所有副作用。”

一天下午，纪尧姆在考虑营救计划时，确实意识到了一个潜在的问题。如果他们按照名义上的部署顺序进行，天线的两个部分就有可能发生碰撞。

5月12日，当飞行控制团队启动位于卡住支架上的一个名为“非爆炸致动器”(NEA)的机械装置时，RIME终于恢复了生命。这产生了一个震动，使针移动了几毫米，使天线展开。信贷:ESA /果汁/江铃汽车

回想一下，RIME天线由六个展开部分组成，每侧三个。在名义部署场景中，NEA将首先在天线的一侧发射，然后在另一侧发射。然而，如果他们现在这样做，卡住的部分就会解放，那么天线的两侧就会向相反的方向展开，并可能发生碰撞。

因此，团队同意重新安排部署顺序，并开始恢复尝试。首先，对航天器进行加热以赶走任何冰，但天线保持固定。

所以很明显，恢复天线的唯一可能就是再次加热天线，然后继续展开，希望来自其他近地天体的冲击能解开引脚。他们的分析表明，这样做最有可能成功，但每个NEA只能被解雇一次。换句话说，要么全有，要么全无。

5月12日，当飞行控制团队启动位于卡住支架上的一个名为“非爆炸致动器”(NEA)的机械装置时，RIME终于恢复了生命。这产生了一个震动，使针移动了几毫米，使天线展开。资料来源:ESA/Juice/JMC, CC BY-SA 3.0 IGO

5月12日下午2点左右，团队聚集在各自的主机前，开始了最后的尝试。命令发出后，各小组观察遥测数据，寻找任何预示成功的振荡迹象。这就是:飞船上的运动。但这是正确的运动吗?他们把卡住的部分移开了吗?

当摄像头下载后，图像显示了他们需要知道的一切。

完全的成功。应该展开的天线的三个部分都展开了。安吉拉说:“在运营团队中，我们变得非常自信。

但工作还没有结束。整个部署程序才进行了一半。在RIME完成最终的操作配置之前，还需要发射另一个NEA来部署第二根吊杆。如果说有什么不同的话，那就是团队中有些人感受到的压力比以前更大了，因为现在团队知道木瓶有可能卡住。现在只剩下一根别针了，这是最关键的。

如果之前的任何一个卡住了，研究小组可以按顺序发射下一个，并希望震动能完成这项工作——就像最初卡住的部分一样。但是现在，没有更多的nea可以发射了。在终点线，如果针卡住，他们仍然可能被击败。

Juice任务运营商庆祝另一种仪器RPWI的成功部署。来源:欧洲航天局

正是在这个时候，空中客车公司的Juice项目经理西里尔·卡维尔(Cyril Cavel)发现自己在考虑那些依赖于他们的科学家。有些人甚至已经在天线上工作了几十年。“RIME对这些人来说是一种工业交付。如果没有这个天线，雷达实验将会大大减少，甚至失败。这将远远不只是一种耻辱，”他说。

事实上，对于当前一代的行星科学家来说，真正了解这些迷人卫星冰冷表面下的东西的机会可能已经大大减少，甚至失去了。

ESA Juice项目经理Giuseppe Sarri说:“我们知道，即使RIME是十种仪器中的一种，如果不能完全打开天线，将会降低任务的科学性能，并损害Juice和ESA对外的良好形象。”

因此，摄制组采取了最后的预防措施。到目前为止，最后一个支架在阳光下的最长时间是73分钟。结果，它的温度高于在德国实验室测试时的环境温度。为了尽可能地重现该实验室的条件，研究小组决定旋转航天器，将天线移离太阳，等待三到四个小时，让它的温度下降。

“那三到四个小时太长了，”frsamdsamric说。

在等待结束时，当条件合适时，命令发出了。

NEA启动了，遥测显示Juice在最后一部分展开时振荡，AOCS切断并稳定了航天器。最后，摄像机确认了两队的胜利，RIME现在处于完全部署的状态。

对罗南来说，看到部署后的宽慰夹杂着一种熟悉的难以置信的感觉。“这有点像事件发生的第一天。有一种难以置信的感觉，因为四周的巨大压力突然消失了。尽管看到了照片，我还是不敢相信。”

朱塞佩说:“当RIME最终发布时，我几乎可以看到同事们眼中的泪水，但我们从一开始就很乐观，香槟已经放在冰箱里了……”

在喝完气泡酒，团队适当休息后，ESOC的飞行控制人员就开始了航天器上其他必要的部署，现在所有这些都已成功完成。欧洲航天局(ESA)的RIME异常小组、空中客车公司(airbus)和太空技术公司(SpaceTech)正在总结他们对最初原因的理解，以便将来在类似的系统上避免这种情况。

“果汁”任务本身又一次走上了完全成功的道路。