Popravak letjelice na udaljenosti od 24 milijarde km
- Objavljeno u Znanost
Inženjeri koji rade na NASA-inoj sondi Voyager 1 uspješno su ublažili problem s potisnicima svemirske letjelice, koji drže udaljenu letjelicu usmjerenu prema Zemlji kako bi mogla primati naredbe, slati inženjerske podatke i pružati jedinstvene znanstvene podatke koje prikuplja.
Nakon 47 godina, cijev za gorivo unutar potisnika postala je začepljena silicijevim dioksidom, nusproduktom koji se s godinama pojavljuje iz gumene dijafragme u spremniku goriva svemirske letjelice. Začepljenje smanjuje koliko učinkovito potisnici mogu generirati silu. Nakon tjedana pažljivog planiranja, tim je prebacio letjelicu na drugi set potisnika.
Potisnici se pokreću tekućim hidrazinom, koji se pretvara u plinove i ispušta u mlazovima dugim nekoliko desetaka milisekundi kako bi lagano nagnuo antenu svemirske letjelice prema Zemlji. Da je začepljeni potisnik zdrav, trebalo bi provesti oko 40 ovih kratkih impulsa dnevno.
Obje Voyagerove sonde imaju tri seta potisnika. Dva seta propulzivnih potisnika i jedan set manevarskih potisnika za korekciju putanje. Tijekom planetarnih preleta, obje vrste potisnika korištene su u različite svrhe. Ali kako Voyager 1 putuje nepromjenjivom putanjom izvan Sunčevog sustava, njegove potrebe za potisnikom su jednostavnije i bilo koja grana potisnika može se koristiti za usmjeravanje letjelice prema Zemlji.
Godine 2002. inženjerski tim misije, smješten u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon u južnoj Kaliforniji, primijetio je da su neke cijevi za gorivo u ogranku propulzijskog potisnika koji se koriste za usmjeravanje začepljene, pa se tim prebacio na drugi ogranak. Kada je ta grana pokazala znakove začepljenja 2018., tim se prebacio na potisnike manevra za korekciju putanje i od tada koristi tu granu.
Sada su te cijevi potisnika za korekciju putanje još više začepljene nego što su bile izvorne grane kada ih je tim zamijenio 2018. godine. Začepljene cijevi nalaze se unutar potisnika i usmjeravaju gorivo u slojeve katalizatora, gdje se pretvara u plinove. (One se razlikuju od cijevi za gorivo koje šalju hidrazin u potisnike.).
Gdje je otvor cijevi izvorno bio samo 0,25 milimetara u promjeru, začepljenje ga je smanjilo na 0,035 mm, ili otprilike pola širine ljudske dlake. Kao rezultat toga, tim se morao vratiti na jednu od grana propulzivnih potisnika.
Prebacivanje na različite potisnike bila bi relativno jednostavna operacija za misiju 1980. ili čak 2002. godine. Ali starost letjelice donijela je nove izazove, prvenstveno vezane uz napajanje i temperaturu. Misija je isključila sve nebitne sustave na brodu, uključujući neke grijače, na obje svemirske letjelice, kako bi se očuvala njihova postupno smanjena opskrba električnom energijom, koja se stvara raspadanjem plutonija.
Dok su ti koraci djelovali na smanjenje snage, oni su također doveli do toga da je svemirska letjelica postala hladnija, što je učinak pojačan gubitkom drugih nebitnih sustava koji su proizvodili toplinu. Posljedično, grane potisnika propulzije položaja su se ohladile, a njihovo uključivanje u tom stanju moglo bi ih oštetiti, čineći potisnike neupotrebljivima.
Tim je utvrdio da bi najbolja opcija bila zagrijati potisnike prije prebacivanja uključivanjem grijača koji su smatrani nebitnim. Međutim, kao i s tolikim izazovima s kojima se tim Voyagera suočio, ovo je predstavljalo zagonetku. Napajanje svemirske letjelice je toliko slabo da bi uključivanje nebitnih grijača zahtijevalo da misija isključi nešto drugo kako bi se grijačima osigurala odgovarajuća električna energija, i sve koji trenutno radi smatra se bitnim.
Proučavajući problem, isključili su mogućnost isključivanja jednog od znanstvenih instrumenata koji još uvijek rade na ograničeno vrijeme jer postoji rizik da se instrument neće ponovno uključiti. Nakon dodatnog proučavanja i planiranja, inženjerski tim je utvrdio da mogu sigurno isključiti jedan od glavnih grijača svemirske letjelice do sat vremena, oslobađajući dovoljno energije za uključivanje grijača potisnika, što je na kraju upalilo, pa su inženjeri 27. kolovoza potvrdili da je potrebna grana potisnika ponovno u funkciji, pomažući u usmjeravanju Voyagera 1 prema Zemlji.
"Sve odluke koje ćemo morati donijeti ubuduće zahtijevat će mnogo više analize i opreza", rekla je Suzanne Dodd, Voyagerova voditeljica projekta u Laboratoriju za mlazni pogon koji upravlja Voyagerom za NASA-u.
Svemirske letjelice Voyager 1 i 2 istražuju međuzvjezdani prostor, područje izvan mjehura čestica i magnetskih polja koje stvara Sunce, gdje nijedna druga svemirska letjelica vjerojatno neće stići još dugo vremena. Znanstveni tim misije radi na održavanju Voyagera što je dulje moguće, kako bi mogli nastaviti otkrivati kakvo je međuzvjezdano okruženje.
Voyager 1 je do sada pretrpio brojne kvarove koje su inženjeri NASA-e uspjeli riješiti, a najveći uspjeh su postigli 2022. godine, kada su na udaljenosti od 22 milijarde kilometara uspjeli otkloniti problem s računalima na sondi koja datiraju iz 1977. godine.