Big Bang w kosmosie: inżynierowie NASA kupili Voyagerowi 2 kolejny rok życia
Prawie pół wieku od startu, sonda Voyager 2 wciąż mknie przez przestrzeń międzygwiazdową – ale jej zasilanie topnieje z każdym rokiem. Inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory znaleźli sposób, by odzyskać cenne waty mocy i odsunąć w czasie wyłączenie kolejnego instrumentu naukowego. Operacja, nazwana żartobliwie Big Bang, ma zapewnić sondzie co najmniej rok dodatkowej pracy.
Sonda, która nie chce się poddać
Voyager 2 wystartował w sierpniu 1977 roku i od tamtej pory pokonał ponad 21 miliardów kilometrów, stając się jednym z dwóch obiektów stworzonych przez człowieka, które opuściły heliosferę Słońca i weszły w przestrzeń międzygwiazdową – stało się to 5 listopada 2018 roku, gdy sonda znajdowała się w odległości niemal 120 jednostek astronomicznych od Słońca. Dziś Voyager 2 jest oddalony o ponad 143 jednostki astronomiczne, a sygnał radiowy potrzebuje niemal 20 godzin, by dotrzeć z sondy na Ziemię.
Sonda i jej bliźniaczka, Voyager 1, nie mają paneli słonecznych – tak daleko od Słońca byłyby bezużyteczne. Zamiast tego zasilają je radioizotopowe generatory termoelektryczne, które zamieniają ciepło powstające przy rozpadzie plutonu-238 na prąd elektryczny. Problem w tym, że zapas plutonu stopniowo się wyczerpuje, a każda z sond traci około 4 watów mocy rocznie. Po niemal pięćdziesięciu latach lotu margines energetyczny obu statków skurczył się do minimum.
Wyścig z gasnącą baterią
Od 2024 roku malejąca ilość dostępnej energii zmuszała zespół misji do wyłączania kolejnych instrumentów naukowych – na każdej z sond działało pierwotnie dziesięć urządzeń badawczych; część z nich wyłączono już wcześniej, ponieważ służyły jedynie podczas przelotów obok planet. Bez dodatkowej interwencji Voyager 2 musiałby stracić kolejny instrument jeszcze przed końcem 2026 roku.
Inżynierowie postanowili działać inaczej niż dotychczas. Zamiast wyłączać urządzenia pojedynczo, przeprowadzili skoordynowaną operację – jednocześnie wyłączyli część zasilanych podzespołów i zastąpili je odpowiednikami zużywającymi znacznie mniej prądu, przy okazji dbając, by sonda pozostała wystarczająco ciepła do dalszej pracy. Ryzyko było spore: zbyt gwałtowna zmiana konfiguracji mogła doprowadzić do przechłodzenia elektroniki, a każde polecenie wysłane z Ziemi wraca z potwierdzeniem dopiero po około 39 godzinach. Nie ma możliwości fizycznej naprawy ani wysłania części zamiennej – jedynym narzędziem zespołu jest łącze radiowe i dokładna znajomość sprzętu sprzed niemal pięćdziesięciu lat.
Operacja zakończyła się sukcesem. Zaoszczędzona energia ma wystarczyć, by trzy pozostałe instrumenty naukowe Voyagera 2 – mierzące między innymi pole magnetyczne i fale plazmowe w przestrzeni międzygwiazdowej – mogły działać co najmniej o rok dłużej, niż wcześniej zakładano.
Co dalej z bliźniaczymi sondami
Zespół misji planuje przeprowadzić identyczną operację na Voyagerze 1, który jest jeszcze bardziej oddalony od Ziemi niż jego bliźniak – prace mają się zakończyć w najbliższych miesiącach. Każda taka interwencja to wyścig z czasem: pluton rozpada się w tempie, którego nie da się zatrzymać, a ubytek mocy jest nieodwracalny.
Mimo to obie sondy wciąż dostarczają unikatowych danych o granicy Układu Słonecznego i przestrzeni między gwiazdami – regionie, do którego żaden inny instrument stworzony przez człowieka jeszcze nie dotarł. Wcześniejsze szacunki NASA mówiły, że przy odpowiednim gospodarowaniu energią przynajmniej jeden instrument mógłby pracować na obu sondach jeszcze w latach trzydziestych. Dzięki operacji Big Bang ten scenariusz staje się nieco bardziej prawdopodobny, choć inżynierowie zastrzegają, że po niemal pięciu dekadach w przestrzeni kosmicznej nieprzewidziane problemy techniczne wciąż mogą skrócić misję szybciej, niż pozwala na to sam zapas energii.
Historia Voyagerów pokazuje coś więcej niż tylko sprawność inżynierską – to dowód, że misja zaprojektowana pierwotnie na kilka lat lotu obok Jowisza i Saturna, dzięki uporowi kolejnych pokoleń inżynierów, wciąż pisze nowy rozdział eksploracji kosmosu niemal pięćdziesiąt lat po swoim starcie.
Źródła
Główne:
- NASA JPL, NASA Engineers Help Prolong Voyager 2’s Science Mission,
- NASA Science, NASA Engineers Help Prolong Voyager 2’s Science Mission
Kontekstowe:
- SciTechDaily, NASA Just Found a Clever Way To Keep Voyager 2 Alive in Deep Space,
- Wikipedia, Voyager 2
Opracowanie: Agnieszka Nowak
