Voyager 2 получава още време за изследване на междузвездното пространство

Амбициозен опит да бъде удължен животът на остаряваща космическа сонда по време на пътешествието ѝ през неизследваното междузвездно пространство изглежда е успешен.

Инженери от Лабораторията за реактивно движение (JPL) на НАСА в Пасадена, Калифорния, през последните месеци работят по решение, което наричат Big Bang („Големият взрив“), с цел да осигурят на историческата сонда Voyager 2 повече време за продължаване на научната ѝ мисия.

Voyager 2 се намира на около 21,35 млрд. км от Земята, а неговият близнак Voyager 1 – на приблизително 25,40 млрд. км.

Двете сонди са изстреляни с интервал от няколко седмици през 1977 г., за да извършат революционни прелитания покрай планетите от Слънчевата система. Днес те са най-отдалечените действащи космически апарати, създавани някога от човечеството, и вече пътуват отвъд хелиосферата – огромния балон от магнитни полета и заредени частици, създаван от Слънцето, който се простира далеч отвъд орбитата на Плутон.

Инженерите обаче трябваше да проявят изобретателност, за да поддържат сондите в работно състояние много след първоначално предвидения им петгодишен живот, тъй като електрическата им мощност постепенно намалява. 

И двете сонди използват радиоизотопни термоелектрически генератори – устройства, които преобразуват топлината, отделяна при разпадането на плутоний, в електричество. Всяка година те губят приблизително 4 вата мощност.

Voyager 1 на един светлинен ден от Земята през 2026 г. Какво означава това?

През годините екипът на мисията постепенно изключва различни системи, устройства и научни инструменти, а до края на тази година Voyager 2 трябваше да се раздели с още един научен инструмент.

За да избегнат загубата на ценни данни от уникалната позиция на Voyager 2 в междузвездното пространство, инженерите изпращат команда за едновременно превключване между работещите системи. Сондата изключва част от устройствата с по-висока консумация на енергия и включва други, които използват по-малко електричество, като същевременно се запазва критичният баланс – апаратът да остане достатъчно топъл, за да функционира и да продължи да събира научни данни.

Според НАСА тази промяна осигурява достатъчно енергия, за да могат трите останали научни инструмента на Voyager 2 да работят още една година.

„Това беше истинско екипно усилие – кулминацията на година работа, в която почти всеки член на екипа даде своя принос“, казва пред CNN Карим Бадарудин, ръководител на мисията Voyager в JPL.

„Всички обичаме тези космически апарати и отделяме от личното си време, вечерите и уикендите си за тях. Осъзнаването, че сме удължили живота на сондата и научната ѝ мисия с две или повече години, ни донесе огромно удовлетворение и радост. Това беше трудна задача, но усилията ни се отплатиха.“

Следващата цел на екипа е същото решение да бъде приложено и към Voyager 1.

Голям успех за Voyager 2

Предвид възрастта и огромното разстояние на двете сонди всяка промяна се планира изключително внимателно.

Изключването на научни инструменти и нагреватели в екстремно ниските температури на междузвездното пространство крие риск апаратите да се охладят необратимо. Ако горивопроводите замръзнат, сондите ще изгубят способността да насочват антените си към Земята, а НАСА ще загуби връзка с тях, което на практика ще сложи край на мисиите.

През май и юни екипът провежда серия тестове, за да провери дали решението Big Bang няма да изразходва повече енергия от очакваното или да понижи температурата под безопасните граници.

Сблъсъкът на ракета на SpaceX с Луната може да предостави ценни данни за бъдещите лунни мисии

Необходими са почти 20 часа, за да достигне една команда до Voyager 2, а след това инженерите чакат още толкова, за да получат отговор, преди да предприемат следващата стъпка.

Промяната е приложена на 9 юли. Тогава са изключени два специализирани нагревателя и цифров магнетофон, който вече служи единствено като източник на остатъчна топлина. Вместо тях са включени други два нагревателя и още едно устройство, което също отделя остатъчна топлина, но консумира по-малко енергия.

След като се уверяват, че всичко работи по план, инженерите актуализират и бордовия софтуер на Voyager 2. Ако сондата някога премине в безопасен режим при засичане на аномалия, новите нискоенергийни устройства вече ще бъдат част от стандартната конфигурация.

Бадарудин разказва, че е придобил увереност в успеха на операцията още след първия тест на 13 май.

„Бяхме свършили огромно количество работа през последната година и познавах много добре анализа и прогнозите ни. Когато първите резултати се оказаха почти идентични с очакванията, това ми вдъхна увереност, вълнение и, честно казано, истинска радост“, споделя той.

Следващата глава за Voyager 1

Последователността от тестове, разработена за Voyager 2, е почти идентична с тази, която предстои да бъде приложена и при неговия близнак. Тъй като Voyager 1 се намира още по-далеч, сигналът достига до него за почти 24 часа.

В края на юли екипът успешно провежда тест на електрозахранването. Следващата стъпка е термичен тест, планиран за края на август, който трябва да потвърди, че сондата може да поддържа достатъчно висока температура за нормална работа. Датата обаче може да бъде променена в зависимост от анализа на данните.

Спестяването на енергия при  Voyager 1 не само би удължило живота на мисията, но може да позволи и повторното включване на експеримента Low-energy Charged Particles, който беше изключен през април с цел икономия на енергия.

Астронавт внезапно губи способността си да говори в космоса. Какво означава това за бъдещите мисии?

В продължение на почти половин век този инструмент измерва заредени частици като йони, електрони и космически лъчи, идващи както от Слънчевата система, така и от Млечния път. Неговите наблюдения предоставят безпрецедентни данни за областите с различна плътност отвъд хелиосферата.

Сред подсистемите му са телескоп и анализатор на магнитосферни частици, които благодарение на въртяща се платформа осигуряват 360-градусово поле на наблюдение. Малкият стъпков електродвигател, който задвижва платформата, консумира едва 0,5 вата и никога не е бил изключван. Това означава, че ако в бъдеще има достатъчно електроенергия, инструментът може да бъде върнат към работа.

„При Voyager 2 резултатите съвпаднаха толкова точно с прогнозите ни, че успяхме да извършим цялата процедура без промени в плана“, посочва Бадарудин.

„Надяваме се същото да се случи и при Voyager 1. Въпреки това трябва да отбележа, че макар двата космически апарата да са изградени по един и същи проект, с годините сме наблюдавали определени различия между тях.“