Efter den framgångsrika uppskjutningen av NASA:s rymdfarkost Lucy den 16 oktober 2021, kröp en grupp ingenjörer runt ett långt konferensbord i Titusville, Florida. Lucy var bara timmar på sin 12-åriga flygning, men en oväntad utmaning hade dykt upp för det första trojanska asteroiduppdraget någonsin.

Data tydde på att en av Lucys solpaneler som driver rymdfarkostens system – utformad för att rulla ut som en handfläkt – inte hade öppnats och låsts helt, och teamet funderade på vad de skulle göra härnäst.

Team från NASA och Lucy uppdragspartner kom snabbt samman för att felsöka. I telefon var teammedlemmar vid Lockheed Martins Mission Support Area utanför Denver, som var i direkt kontakt med rymdfarkosten.

Samtalet var tyst men ändå intensivt. I ena änden av rummet satt en ingenjör med rynkade pannor och vek och vek ut en papperstallrik på samma sätt som Lucys enorma cirkulära solpaneler fungerar.

Det var så många frågor. Vad hände? Var arrayen överhuvudtaget öppen? Fanns det något sätt att fixa det? Skulle Lucy säkert kunna utföra de manövrar som behövs för att utföra sitt vetenskapsuppdrag utan en fullt utplacerad array?

När Lucy redan rusade på väg genom rymden var insatserna höga.

Inom några timmar, drog NASA ihop Lucys anomalisvarsteam, bestående av medlemmar från forskningsuppdragsledaren Southwest Research Institute (SwRI) i Austin, Texas; uppdragsverksamhet leder NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland; rymdfarkostbyggaren Lockheed Martin; och Northrop Grumman i San Diego, solpanelsdesigner och byggare.

"Det här är ett talangfullt team som är fast engagerade i framgången för Lucy", säger Donya Douglas-Bradshaw, tidigare Lucy-projektledare från NASA Goddard. "De har samma grym och engagemang som fick oss till en framgångsrik lansering under en pandemi en gång i livet."

Enade i sin strävan att säkerställa att Lucy skulle nå sin fulla potential, började teamet en uttömmande djupdykning för att fastställa orsaken till problemet och utveckla den bästa vägen framåt.

Med tanke på att rymdfarkosten i övrigt var helt frisk, skyndade laget sig inte in i någonting.

"Vi har ett otroligt talangfullt team, men det var viktigt att ge dem tid att ta reda på vad som hände och hur de ska gå vidare", säger Hal Levison, Lucys huvudutredare från SwRI. "Lyckligtvis var rymdfarkosten där den skulle vara, fungerade nominellt och - viktigast av allt - säker. Vi hade tid."

Genom att hålla fokus under många långa dagar och nätter arbetade teamet igenom alternativ. För att utvärdera Lucys solpanelskonfiguration i realtid, avfyrade teamet thrusters på rymdfarkosten och samlade in data om hur dessa krafter fick solpanelen att vibrera. Därefter matade de in data i en detaljerad modell av arrayens motorenhet för att sluta sig till hur stel Lucys array var – vilket hjälpte till att avslöja källan till problemet.

Äntligen slog de sig fast på grundorsaken:en lina designad för att dra upp Lucys massiva solcellspanel var sannolikt knurrad på dess spolliknande spole.

Efter månader av ytterligare brainstorming och tester slog Lucys team sig på två potentiella vägar framåt.

I det ena skulle de dra hårdare i linan genom att köra arrayens reservdeployeringsmotor samtidigt som dess primära motor. Kraften från två motorer bör tillåta att den fastnade linan lindas in ytterligare och koppla in arrayens spärrmekanism. Även om båda motorerna från början aldrig var avsedda att fungera samtidigt, använde teamet modeller för att säkerställa att konceptet skulle fungera.

Det andra alternativet:Använd arrayen som den var – nästan helt utplacerad och genererar mer än 90 % av den förväntade effekten.

"Varje väg innebar en viss risk för att uppnå de grundläggande vetenskapliga målen", säger Barry Noakes, Lockheed Martins chefsingenjör för utforskning av rymden. "En stor del av vårt arbete var att identifiera proaktiva åtgärder som minskar riskerna i båda scenarierna."

Teamet kartlade och testade möjliga resultat för båda alternativen. De analyserade timmar av arrayens testbilder, konstruerade en markbaserad kopia av arrayens motorenhet och testade repliken förbi dess gränser för att bättre förstå riskerna med ytterligare försök till implementering. De utvecklade också en speciell, högtrogen programvara för att simulera Lucy i rymden och mäta eventuella krusningseffekter som ett omplaceringsförsök kan ha på rymdfarkosten.

"Samarbetet och lagarbetet med uppdragspartnerna var fenomenalt", säger Frank Bernas, vicepresident, rymdkomponenter och strategiska företag på Northrop Grumman.

Efter månader av simuleringar och tester beslutade NASA att gå vidare med det första alternativet – ett försök i flera steg att helt omdisponera solpanelen. Vid sju tillfällen i maj och juni beordrade teamet rymdfarkosten att samtidigt köra de primära och reservmotorerna för utbyggnad av solpaneler. Ansträngningen lyckades, dra in snöret och ytterligare öppnade och spände arrayen.

Uppdraget uppskattar nu att Lucys solpanel är mellan 353 grader och 357 grader öppen (av totalt 360 grader för en fullt utplacerad array). Även om arrayen inte är helt låst, är den under avsevärt mer spänning, vilket gör den stabil nog för att rymdfarkosten ska fungera som det behövs för uppdragsoperationer.

Rymdfarkosten är nu redo och kan slutföra nästa stora uppdragsmilstolpe – en jord-gravitationshjälp i oktober 2022. Lucy är planerad att anlända till sitt första asteroidmål 2025. + Utforska vidare

NASA:s Lucy-uppdrag är ett "go" för ett försök att installera solpaneler