Prenumerata 2018 już w sprzedaży - SPRAWDŹ!

Kosmos

Voyager 1 obudzony po 37 latach

W 2012 r. sonda Voyager 1 dotarła do granicy Układu Słonecznego i nadal pracuje bez zarzutu
NASA
Silniki pierwszej międzygwiezdnej sondy kosmicznej zostały uruchomione po 37 latach bezczynności.

Voyager 1, bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, została wystrzelona 5 września 1977 r. z przylądka Canaveral na Florydzie. Teraz, po 40 latach, nadal kontynuuje swoją podróż i wciąż zaskakuje naukowców sprawnością urządzeń pokładowych.

Dzięki asystom grawitacyjnym, czyli technice przyspieszania w polu grawitacyjnym mijanych planet, stała się wraz ze swoją siostrzaną Voyager 2 najszybszym obiektem wysłanym przez człowieka w kosmos. Sposób podróżowania pozwolił parze sond na opuszczenie Układu Słonecznego przy minimalnych stratach paliwa. Obecnie Voyager 1 znajduje się znacznie dalej od Ziemi i Słońca niż Pluton.

Poza Układem

W sierpniu 2012 r. sonda dokonała historycznego wejścia w przestrzeń międzygwiezdną. Minęła heliopauzę – granicę heliosfery, gdzie kończy się wpływ naszej gwiazdy i ustaje wiatr słoneczny. Nie jest on już w stanie przeciwstawić się ciśnieniu materii powstałej z pozostałości umarłych miliony lat temu gwiazd.

Podstawową misją sondy miała być eksploracja Jowisza i Saturna. Po dokonaniu szeregu odkryć, takich jak aktywne wulkany na Io – księżycu Jowisza i zawiłości pierścieni Saturna okazało się, że urządzenia pokładowe są w doskonałym stanie. Misja została przedłużona. Natomiast Voyager 2 udał się na eksplorację Urana oraz Neptuna i nadal jest jedynym statkiem kosmicznym, który odwiedził te planety. Obecna Misja Międzygwiezdna Voyager (VIM) ma zbadać heliopauzę i to, co znajduje się za nią w przestrzeni międzygwiezdnej. Obie sondy Voyager od 40 lat wysyłają informacje na temat ich otoczenia. Jednak urządzenia pędne ulegają powolnej degradacji. Obecnie Voyager 1 znajduje się w odległości 20 miliardów kilometrów od Ziemi, zatem nie może liczyć na szybki serwis.

Napęd Voyagera

Sondy posługują się niewielkimi silniczkami, które pozwalają utrzymać odpowiednie ustawienie obiektu w stosunku do Ziemi. Dzięki temu mogą komunikować się z siecią przekaźników Deep Space Network, powstałą do utrzymania łączności z bezzałogowymi jednostkami wysłanymi w przestrzeń kosmiczną.

Silniczki włączają się na kilka milisekund, emitując impulsy na tyle niewielkie, by wystarczyły do odwrócenia sondy w kierunku naszej planety. Ich żywot jednak powoli dobiega końca.

Nad problemem napędu Voyagera debatuje się od dawna. Do tego celu powołana została grupa ekspertów. Wśród nich znaleźli się: Chris Jones, Robert Shotwell, Carl Guernsey oraz Todd Barber. Po przeanalizowaniu różnych opcji i scenariuszy zachowań sondy postanowili zastosować nietypowe rozwiązanie – przekazać zadanie orientowania jej w przestrzeni zestawowi silników, które nie pracowały od 37 lat. Suzanne Dodd, menedżer projektu Voyager w NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, twierdzi, że włączenie ich może przedłużyć podróż Voyagera o dwa do trzech lat.

– Zespół misji Voyager odkopał stare dane i przeanalizował oprogramowanie, które zostało stworzone w przestarzałym assemblerze po to, aby sprawdzić, w jaki sposób bezpiecznie można przetestować bezczynne silniczki – mówi główny inżynier w JPL, Chris Jones.

Dotychczas sonda korzystała z dwóch rodzajów napędów. Do podróży przez Układ Słoneczny i asysty grawitacyjnej używane były znajdujące się na tylnej stronie kadłuba silniczki TCM (ang. trajectory correction maneuver). Ostatni raz zostały użyte 8 listopada 1980 r. podczas zbliżenia Voyagera 1 do Saturna. Później sonda potrzebowała jedynie urządzeń pozwalających na orientację w przestrzeni. Do tego celu służyły jej identyczne silniczki (ang. attitude control thrusters) posługujące się krótkimi korygującymi pulsami.

Oba rodzaje napędów Voyagera opracowane zostały przez specjalistów z Aerojet Rocketdyne. Technologia nadal jest stosowana w nowych projektach. Podobne rozwiązanie, pod nazwą MR-103, użyto w sondach Cassini i Dawn.

Perfekcyjna reaktywacja

We wtorek, 28 listopada, inżynierowie misji Voyager po raz pierwszy od 37 lat uruchomili cztery silniczki TCM, testując ich zdolność do sterowania położeniem sondy za pomocą 10-milisekundowych pulsów. Naukowcy musieli czekać na efekty testu aż 19 godzin i 35 min. Tyle potrzeba, by informacja z Voyagera dotarła do przekaźników na Ziemi. W końcu 29 listopada kalifornijska antena Deep Space Network otrzymała sygnał potwierdzający, że zadanie zakończyło się powodzeniem i silniczki TCM zadziałały idealnie – dokładnie tak samo jak te, które dotąd spełniały funkcję kontroli orientacji w przestrzeni.

Ostatecznie przełączenie systemu napędowego Voyagera 1 ma nastąpić w styczniu 2018 r. Mimo pozytywnego wyniku testu, operacja jest obarczona pewnym ograniczeniem. Do prawidłowego funkcjonowania TCM potrzebują działania ogrzewaczy, a to wymaga mocy, która jest ograniczona na pokładzie starzejącej się sondy. Gdy w końcu zabraknie paliwa do zasilania tych urządzeń, inżynierowie planują z powrotem włączyć dotychczas używane silniczki.

Jeśli operacja przyniesie dobre rezultaty w dłuższej perspektywie, Voyagera 2 czeka podobny zabieg. Jednak nie jest on tak pilny. Silniczki tej sondy są w lepszym stanie, choć jest starsza od swojego bliźniaka o 16 dni.

Źródło: Rzeczpospolita

WIDEO KOMENTARZ

REDAKCJA POLECA

NAJNOWSZE Z RP.PL