Juice任务将在2031年接近木卫四，它将面临一个独特的挑战。
欧洲航天局(ESA)在实现自主航天器导航方面取得了重大里程碑。
美国宇航局的工程师最近模拟了一次复杂的飞近场景，为「Juice」号探测器与木星的卫星木卫四的相遇做准备。值得注意的是，「Juice」号探测器将于2031年4月飞过木卫四，距今还有7年。
有趣的是，工程师们欺骗Juice的工程模型，让它相信它已经接近木卫四了。这样，他们想测试任务的自主导航能力。
不仅必要，而且至关重要
Juice任务将在2031年更接近木卫四，这将面临一个独特的挑战。科学家们知道，一旦发生飞近情景，木星和地球之间的通信将出现巨大的延迟。这种延迟将使地球上的任务几乎不可能进行实时控制和指导。
因此，工程师们打算让航天器自主导航，以确保对木卫四进行精确的科学观测。
Juice飞行运营总监伊格纳西奥·坦科表示：「我们需要Juice能够用自己的‘眼睛’和‘大脑’做出反应。」
「当木卫四出现在其导航摄像机的视野中时，它需要能够识别月球表面的重要特征，旋转自身以将仪器指向它们，然后继续旋转，在飞过时保持它们在视野中。」
一份「棘手」的工作
为了测试他们的自主导航技术，Juice任务背后的团队成功地欺骗了飞船的复制品。有趣的是，复制品有助于训练团队处理意外情况。
这个Juice的复制品配备了与真品相同的硬件、软件和其他仪器，而且它们都遵循相同的工程模型。研究小组将木卫四的图像投射到「Juice」的导航摄像机上，让其机载系统相信它已经提前到达木星的卫星。
在这次模拟中，工程师们也是「完全盲目地投入到这次测试中」。
欧洲航天局航天器操作工程师Guilio Pinzan解释说：「这不像提前准备图像并在导航摄像机前播放视频那么简单。」
「导航软件必须对这些图像做出反应。如果它注意到它正在以错误的角度接近木卫四，或者朝着略微错误的方向，它必须尝试在没有我们的帮助下纠正这些错误。」
该团队将一个沉浸式虚拟现实头盔绑在航天器的摄像头上，并允许它独立移动。
比预期结果更好
当团队预计需要几天的时间来排除故障时，Juice的导航软件第一次尝试就以优异的成绩通过了测试。航天器完美地识别了木卫四的表面特征，并相应地旋转调整了仪器。此外，它在整个模拟过程中保持了自己的轨迹。
Giulio表示：「我们真的要特别表扬我们的飞行动力学团队，他们的数学计算准确无误，让我们在第一次尝试时就顺利通过了低空飞行，尽管他们缺乏经验，通常他们会通过软件模拟器进行实验。」
未来的探索将受益匪浅。
这一重大进展将为进一步的模拟铺平道路。该团队热切希望Juice任务能表现出同样的效果。此外，他们将在Juice任务的行星飞近探测中进行类似的测试。
