Źródło: NASA/JPL-Caltech
Gdybyś próbował uruchomić silnik samochodu stojące w garażu od dziesięcioleci, mógłbyś oczekiwać, że raczej nic z tego nie będzie. Jednak zestaw silników znajdujących się na pokładzie sondy Voyager 1 bez problemu włączył się w minioną środę po 37 latach od ostatniego uruchomienia.
Voyager 1, najodleglejsza i najszybsza sonda wysłana przez NASA, to jedyny obiekt stworzony przez człowieka, który znajduje się w przestrzeni międzygwiezdnej. Sonda, która podróżuje po przestrzeni kosmicznej od ponad 40 lat posługuje się niewielkimi silniczkami, które pozwalają jej ustawiać się tak, aby mogła komunikować się z Ziemią. Owe silniczki emitują niewielkie pulsy, które trwają zaledwie po kilka milisekund, a które pozwalają na delikatne odwrócenie sondy tak, aby jej antena skierowana była w stronę naszej planety. Teraz, zespół naukowców z misji Voyager wykorzystał zestaw czterech zapasowych silniczków, które nie pracowały od 1980 roku.
„Dzięki ttym silniczkom, które wciąż działają po 37 latach bezczynności, będziemy w stanie wydłużyć czas trwania misji Voyager 1 o dwa do trzech lat” mówi Suzanne Dodd, menadżer projektu Voyager w NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie.
Od 2014 roku inżynierowie obserwują degradację silniczków wykorzystywanych do orientowania sondy w przestrzeni. Z czasem silniczki wymagały częstszego i dłuższego czasu uruchamiania, aby uwolnić tę samą ilość energii. Niestety w odległości 20 miliardów kilometrów od Ziemi nie ma żadnego mechanika, który mógłby zaradzić narastającym problemom.
W ramach zespołu misji Voyager powstała grupa ekspertów od napędu, którzy przeanalizowali problemy z silniczkami. Chris Jones, Robert Shotwell, Carl Guernsey oraz Todd Barber przeanalizowali opcje i różne scenariusze zachowania sondy. Badacze doszli do nietypowego rozwiązania: najlepiej byłoby przekazać zadanie orientowania sondy w przestrzeni zestawowi silników, które nie pracowały od 37 lat.
„Zespół misji Voyager odkopał stare dane i przeanalizował oprogramowanie, które zostało napisane w przestarzałym assemblerze po to, aby sprawdzić w jaki sposób bezpiecznie można przetestować owe silniczki” mówi Jones, główny inżynier w JPL.
W początkowych latach misji, Voyager 1 przeleciał w pobliżu Jowisza, Saturna i ważnych księżyców obu tych planet. Aby precyzyjnie kierować instrumenty w kierunku licznych obiektów kosmicznych, inżynierowie wykorzystywali silniczki TCM (ang. trajectory correction maneuver) identyczne pod względem rozmiaru i funkcjonalności co silniczki do kontroli orientacji w przestrzeni (ang. attitude control thrusters), a znajdujące się na tylnej stronie sondy. Jednak ponieważ ostatnie zbliżenie sondy Voyager 1 do planety miało miejsce w pobliżu Saturna, zespół misji Voyager nie wykorzystywał silniczków TCM od 8 listopada 1980 roku. Do tego czasu silniczki TCM były wykorzystywane do pracy w długich przedziałach czasu, nigdy natomiast nie służyły do orientowania sondy w przestrzeni za pomocą krótkich pulsów.
Wszystkie silniczki na pokładzie sondy Voyager zostały opracowane przez specjalistów z Aerojet Rocketdyne. Tego samego rodzaju silniki, o nazwie MR-103, znalazły się także na pokładzie sond takich jak Cassini czy Dawn.
We wtorek, 28 listopada 2017 roku, inżynierowie misji Voyager uruchomili cztery silniczki TCM po raz pierwszy od 37 lat testując ich zdolność do orientowania sondy za pomocą 10-milisekundowych pulsów. Badacze z niecierpliwością oczekiwali na efekty testu, które aby dotrzeć na Ziemię potrzebowały 19 godzin i 35 minut.
W środę, 29 listopada 2017 roku, należąca do sieci Deep Space Network antena w Goldstone w Kalifornii otrzymała sygnał potwierdzający, że silniczki TCM zadziałały idealnie i dokładnie tak samo jak wykorzystywane dotychczas silniczki kontroli orientacji w przestrzeni.
Zgodnie z planem naukowcy chcą przełączyć się na wykorzystywanie silniczków TCM w styczniu 2018 roku. Aby wykonać tę zmianą, Voyager musi włączyć po jednym ogrzewaczu na każdy silniczek, a to wymaga mocy – która jest ograniczona na pokładzie starzejącej się sondy. Kiedy wyczerpią się zapasy mocy do zasilania ogrzewaczy, inżynierowie z powrotem przełączą się na dotychczas używane silniczki.
Test silniczków przebiegł na tyle pomyślnie, że zespół misji najprawdopodobniej wykona podobny test na pokładzie sondy Voyager 2, choć w przypadku tej sondy silniczki do kontroli orientacji w przestrzeni znajdują się w lepszym stanie niż na pokładzie Voyagera 1.
Źródło: NASA