Įsivaizduokite, kad siunčiate klausimą į tamsą ir laukiate dviejų dienų atsakymo. Tai praktiška realybė, kai bendraujama su Voyager 1, kuri keliauja toliau nuo Žemės nei bet kuris žmogaus sukurtas objektas. Zondas artėja prie atstumo, kuriam šviesai ir radijo signalams vienkryptiškai nuvykti prireikia visos paros. Paprasti signalai tapo tolimo nuotolio pokalbiu, kuriame įskaičiuotas laikas.
Susiduriant su trikdžiais plečiantis į tarpžvaigždinę erdvę
Paskutinio spalio mėnesio įvykis priminė, kad seni įrenginiai giliajame kosmose vis dar gali nustebinti. 48 valandas NASA Gilaus kosmoso tinklas neatpažino Voyager 1 per du suplanuotus kontaktus, vykusius kas 24 valandas. Signalas sugrįžo prieš inžinierių turint laiko išsiųsti trikčių šalinimo komandas, tačiau tyrimas parodė, kad grupė orientacijos valdymo variklių išsijungė ir jų atsarginės vienetai automatiškai perėmė darbą.
Varikliai yra smulkūs raketiniai įrenginiai, kurie švelniai koreguoja zondo padėtį, palaikydami anteną nukreiptą į Žemę ir instrumentus tinkamai orientuotus. Voyager 1 įmontuota programinė įranga sukurta reaguoti, kai komponentas elgiasi netinkamai — perjungiantis į atsarginius įrenginius ir nustatant stabilų zondo konfigūraciją, kol žemės komandos išsiaiškina priežastį. Komandų pertrūkiai, tokie kaip šis, yra nauji misijos vėlesnėje stadijoje, bet, pasak misijos vadovų, ne visiškai netikėti.
Kareem Badaruddin, „Voyager“ projekto vadovas NASA Jet Propulsion Laboratory, apibūdino komandos požiūrį: „Mums palengvėjo, kai atkurėme ryšį, o dabar koncentruojamės tiksliai nustatyti, kodėl varikliai sutriko.“ Tą frazę perteikia dvi tiesas apie Voyager 1 po beveik penkių dešimtmečių kosmose: zondas toliau teikia neįkainojamus mokslinius duomenis, o jį prižiūrėti reikia nuolatinės ir kruopščios inžinerijos.
Ši nuotrauka, padaryta 1977 m. balandžio 27 d., vaizduoja vieną iš Voyager zondų 25 pėdų erdvės simuliatoriaus šiluminės vakuuminės kameros patalpose NASA Jet Propulsion Laboratory Pietų Kalifornijoje.
Kaip Voyager toliau vykdo mokslą mažėjant elektros energijai
Abu „Voyager“ zondai, paleisti 1977 m., dabar yra už heliosferos ribų — milžiniškos burbulo, kurį sukuria Saulės vėjas ir magnetinis laukas, erdvės. Nė vienas kitas kosminis aparatas tiesiogiai nebandė šios srities. Kad instrumentai veiktų, kiekvienas Voyager gauna elektros energiją iš radiosotopinį šilumą paverčiančio termoelektrinio generatoriaus (RTG), kuris paverčia besiskylančio plutonio šilumą į elektros energiją. Šis energijos šaltinis palaipsniui silpsta maždaug po keturis vatus per metus, priversdamas inžinierius prioritetizuoti, kurie sistemos lieka aktyvios.
Per dešimtmečius misijų komandos nutraukė instrumentų ir sistemų veikimą, kurie buvo būtini planetinių praskridimų metu, bet nebėra reikalingi tarpžvaigždinėms matavimams. Vis dėlto pastarieji metai pareikalavo sunkesnių sprendimų: du moksliniai instrumentai jau buvo išjungti, kad būtų taupoma energija vertingiausiems eksperimentams. Šilumos valdymas yra dar vienas apribojimas; elektronikai reikia minimalaus temperatūros diapazono, kad ji patikimai veiktų šalčio sąlygomis giliajame kosmose.
Norėdami sumažinti energijos suvartojimą, tuo pačiu palaikydami kritinius šildytuvus, inžinieriai šių metų pradžioje atliko koordinuotų pakeitimų rinkinį Voyager 1. Operacija, neformalioje kalboje pavadinta Big Bang, pakeitė tris didesnės galios šildytuvus ir valdiklius mažesnės galios alternatyvomis. Kadangi tie įrenginiai sąveikauja tiek šilumi, tiek elektra, keitimai turėjo vykti vienu metu. Procedūra atspindi panašų pakeitimą, atliktą Voyager 2 kelios savaitės anksčiau, ir suteikia Voyager 1 papildomų mėnesių, potencialiai užkertant kelią instrumentų išjungimui, kuris kitu atveju galėjo būti būtinas iki 2027 m. vasaros.
Vienos šviesos dienos atstumas: žmogiškas pasiekimas, o ne fizinė riba
Lapkričio 18 d. Voyager 1 turėtų pasiekti 16,09 milijardų mylių nuo Žemės, maždaug 25,89 milijardų kilometrų. Tame atstume radijo signalui užtrunka 24 valandas pasiekti zondą; jo atsakymas užtrunka dar 24 valandas grįžti. Šis pasiekimas nekeičia zondo aplinkos ar veikimo, tačiau jis yra jautrus ištvermės ir pasiekiamumo žymuo, matas, kiek atkakliai mažas 1970-ųjų dešimtmečio zondas tęsią mokslą apie erdvę už Saulės sistemos ribų.
Kodėl tai svarbu? Nes Voyager instrumentai vis dar renka duomenis apie plazmą, magnetinius laukus ir kosminių spindulių daleles regione, prieinamame nedaugeliui misijų. Net ir nereguliarūs senėjančio zondo rodmenys tobulina modelius, kaip silpsta Saulės poveikis ir kaip tarpžvaigždinė erdvė sąveikauja su mūsų lokaliu burbulu. Kiekvienas papildomas vatų sutaupymas, kiekvienas pakeistas šildytuvas reiškia daugiau mėnesių unikalių matavimų.
Ekspertų įžvalgos
„Voyager 1 yra neįkainojama mokslinė platforma,“ sakė dr. Elena Marquez, astrofizikė, tyrinėjanti heliofiziką. „Kiekvienas sprendimas rekonfigūruoti šildytuvą ar nutraukti jutiklio veikimą yra kompromisas tarp trumpalaikių duomenų ir ilgalaikės grąžos. Komandos požiūris, atidus, palaipsnis ir konservatyvus, maksimalizuoja mokslinę naudą, atsižvelgiant į misijos fizines ribas.“
Dr. Marquez pridūrė: „Mes mokomės ne tik apie tarpžvaigždinę terpę, bet ir apie ilgalaikio veikimo kosminių aparatų inžineriją. Šios pamokos tiesiogiai formuoja ateities zondų projektavimą, kurie dešimtmečius veiks dideliais atstumais.“
Ką tai reiškia būsimiems tyrinėjimams
Voyager 1 ilgaamžiškumas yra laboratorija technologijoms, kurios vieną dieną palaikys tarpžvaigždines pirmines misijas. Radiosotopiniai energijos šaltiniai lieka kertiniai giluminėms kosmoso tyrinėjimams, kai saulės šviesa yra per silpna saulės elementams. Gedimų tolerancija, atsarginė įranga ir gebėjimas nuotoliniu būdu rekonfigūruoti sistemas taip pat yra esminės pamokos. Inžinieriai, nagrinėjantys Voyager senstančias sistemas, iš esmės repetuoja būsimų misijų scenarijus, kurioms reikia atsparumo komponentų degradacijai, spinduliavimui ir dešimtmečius trunkančių ryšių vėlavimų.
Gilaus kosmoso tinklo vaidmuo yra ne mažiau svarbus. Su didelėmis antenomis trijose pasaulio vietose DSN yra stuburas, leidžiantis vienos krypties 24 valandų komandai pasiekti Voyager ir antrai 24 valandų langui atsakymui. Palaikyti šią infrastruktūrą ir planuoti ilgesnius vėlavimus, kai zondai tolsta toliau, yra dalis žmonijos ilgalaikių ambicijų kosmose įgyvendinimo.
Išvada
Voyager 1 nėra vien tik 1970-ųjų inžinerijos eksponatas. Tai aktyvus mokslinis instrumentas ir testavimo erdvė apribojimams, kurie formuos būsimas tyrinėjimo misijas už Saulės sistemos ribų. Artėjant vienos šviesos dienos žymekliui, misija derina atsargią inžineriją, kantrų bendravimą ir mokslinį atkaklumą. Išsiųskite žinutę, palaukite dienos, tada palaukite dar vienos. Per tas tylias valandas seniausias tarpžvaigždinis tyrinėtojas toliau moko mus apie erdvę tarp žvaigždžių.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.