„Voyagers 1“ ir „2“ išsiskiria tuo, kad išbuvo kosmose 42 metus ir vis dar veikia. Ir nors jie yra 18 milijardų km (11 milijardų mylių) nuo Saulės, jie vis tiek yra vertingi moksliškai. Tačiau jiems senka energija, ir jei NASA nori, kad jie tęstųsi daug ilgiau, jie turi priimti kai kuriuos sprendimus.
Energijos problema
Energijos problema laikui bėgant tampa vis svarbesnė „Voyagers“. Jų moksliniams instrumentams ne tik reikia energijos, bet ir erdvėlaiviams reikia sušilti šaltoje erdvės aplinkoje. Erdvėlaivių pora nėra varoma saulės energija: tai nebūtų įmanoma taip toli nuo Saulės. Jie remiasi radioizotopiniai termoelektriniai generatoriai (RTG) už savo energiją.
Kiekvienas „Voyager“ zondas turi tris RTG, o jų degalų šaltiniui naudojamas plutonis 238. Skildamas izotopui, jis gamina šilumą, kuri paverčiama elektros energija. Kiekvienas paleistas „Voyager“ generuoja 470 vatų esant 30 voltų nuolatinei įtampai, tačiau laikui bėgant tai blogėja. Nuolat senka ne tik kuras, bet ir termoporos sistemoje naudojamas laikui bėgant blogėja. 2011 m. abu „Voyagers“ generavo šiek tiek mažiau nei 270 vatų, o tai sudaro apie 76 % galios, su kuria jie pradėjo veikti.
Plutonio 238 granulė, izotopas, naudojamas abiejų „Voyager“ erdvėlaivių RTG varymui. Skildamos granulės išskiria šilumą, todėl jos švyti raudonai. Vaizdo kreditas: Los Alamos nacionalinė laboratorija.
Nors tie 270 vatų yra geresni, nei buvo prognozuota projektuojant ir paleidžiant zondus, tai vis tiek reiškia, kad reikia priimti neišvengiamus sprendimus, kokias erdvėlaivių sistemas reikia išjungti.
Pirmiausia turite pripažinti NASA už tai, kad zondai taip ilgai dirbo. Tai nuostabu savaime. Kai kurių zondų dalių maitinimas jau buvo išjungtas, ir stebėtina, kad jie vis dar veikia.
Reaguodama į susirūpinimą dėl energijos, 2011 m. NASA išjungė Voyager 1 šildytuvą ultravioletinių spindulių spektrometras . Šis instrumentas buvo sukurtas veikti esant –35 laipsnių Celsijaus (-31 laipsnio Farenheito) temperatūrai, tačiau po to, kai jo šildytuvas buvo išjungtas. išjungė , jis toliau veikė esant -79 laipsnių Celsijaus (-110 laipsnių pagal Farenheitą).
„Neįtikėtina, kad Voyagers instrumentai pasirodė tokie patvarūs.
„Voyager“ projekto vadovė Suzanne Dodd
Tačiau tai buvo 2011 m., ir nuo to laiko RTG prarado dar daugiau galios. Tiesą sakant, kiekvienais metais jie praranda apie 0,8 % savo galios. Dabar NASA inžinieriai griežtina slydimo taisykles ir parengia naują energijos valdymo planą, kad zondai veiktų dar ilgiau.
Išjunkite šilumą, kad „Voyagers“ tęstųsi
Neseniai NASA nusprendė išjungti šildytuvą kitam instrumentui, šį kartą Voyager 2. Jie išjungė Voyager 2 šildymą. Kosminių spindulių posistemis (CRS). Labai gaila, nes dar 2018 m. lapkritį KRS priemonė buvo labai svarbi nustatant, kad „Voyager 2“ paliko heliosferą ir pateko į tarpžvaigždinę erdvę. Nuo tada, kai zondai paliko heliosferą, jie siunčia mums unikalią ir svarbią informaciją apie tai, kaip heliosfera bendrauja su tarpžvaigždinis vėjas . Joks kitas erdvėlaivis to negali padaryti, o norint pastatyti kitą erdvėlaivį, prireiktų dešimtmečių.
„Voyager 1“ ir „2“ paliko heliosferą ir yra pirmieji erdvėlaiviai, kurie tai padarė. Vaizdo autorius: NASA/JPL-Caltech – https://photojournal.jpl.nasa.gov/figures/PIA22835_fig1.png, viešasis domenas, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74978307
Tačiau nors „Voyager 2“ kosminių spindulių posistemio (CRS) prietaiso šildytuvas buvo išjungtas, inžinieriai patvirtino, kad prietaisas vis dar veikia -59 Celsijaus (-74 F) temperatūroje, nors buvo išbandytas tik iki -45 C ( -49F.)
„Neįtikėtina, kad „Voyagers“ instrumentai pasirodė tokie patvarūs“, – sakė „Voyager“ projekto vadovė Suzanne Dodd, dirbanti NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijoje Pasadenoje, Kalifornijoje. „Didžiuojamės, kad jie atlaikė laiko išbandymą. Ilgas erdvėlaivio eksploatavimo laikas reiškia, kad susiduriame su scenarijais, su kuriais niekada nemanėme, kad susidursime. Mes ir toliau nagrinėsime visas turimas galimybes, kad „Voyagers“ dirbtų geriausius įmanomus mokslus.
Tokia, kokia yra dabar, „Voyager 2“ vis dar grąžina duomenis iš penkių prietaisų, nors CRS buvo išjungtas. Visų pirma, jis vis dar šildo mažai energijos naudojančių dalelių prietaisą. Taip yra todėl, kad ji gali grąžinti duomenis apie perėjimą iš heliosferos taip pat, kaip ir CRS. CRS yra vienakryptis, o mažai energijos naudojantis prietaisas yra įvairiakryptis, o tai yra viena iš priežasčių, kodėl CRS išjungė šildymą.
Neišvengiamo atidėliojimas
Šilumos generavimas yra daug energijos reikalaujanti veikla. Kadangi zondų galia senka, galiausiai reikės išjungti daugiau šildytuvų, kad galėtų veikti likę prietaisai. Nėra būdo apeiti. Tačiau mažėjantis zondų energijos biudžetas turi įtakos ne tik moksliniams instrumentams, bet ir kitoms sistemoms.
Zondai turi mažus privairavimo įrenginius ir yra labai svarbūs zondo veikimui. Erdvėlaivis turi būti orientuotas taip, kad jų antenos būtų nukreiptos į Žemę, kad galėtų priimti komandas ir grąžinti duomenis į Žemę. Kiekviename erdvėlaivyje yra hidrazino monopropelentinio kuro bakas, naudojamas mažiems privairavimo sraigtams, kurie veikia mažais sprogimais arba pūtimais, kad orientuotų erdvėlaivį.
Šioje iliustracijoje NASA Hablo kosminis teleskopas žiūri į NASA erdvėlaivių Voyager 1 ir 2 kelius, kai jie keliauja per Saulės sistemą ir į tarpžvaigždinę erdvę. Hablas žvelgia į dvi žvilgsnio linijas (dviejų kūgio formos bruožus) kiekvieno erdvėlaivio kelyje. Teleskopo tikslas yra padėti astronomams nustatyti tarpžvaigždinę struktūrą kiekvieno erdvėlaivio žvaigždžių maršrute. Kiekviena regėjimo linija tęsiasi keletą šviesmečių iki netoliese esančių žvaigždžių. Autoriai: NASA, ESA ir Z. Levy (STScI).
Jei linijos, tiekiančios kurą į variklius, užšaltų, inžinieriai negalėtų nukreipti erdvėlaivių antenų ar instrumentų. Tuo metu erdvėlaivis greičiausiai būtų nenaudingas. Taigi jiems reikia ir šilumos.
Tačiau yra ir kita problema, susijusi su varikliais. Tokios sistemos laikui bėgant neišvengiamai sugenda, o 2017 m. inžinieriai pastebėjo problemą. Kai kurie „Voyager 1“ varikliai turėjo dirbti daugiau, kad išlaikytų teisingą orientaciją į Žemę. Taigi jie kreipėsi į kai kuriuos seniai nenaudojamus variklius, norėdami išsiaiškinti, ar jie galėtų atlikti darbą.
Tikėkite ar ne, šis antrinis privairavimo mechanizmų rinkinys nebuvo naudojamas 37 metus. Bet jie buvo užsidegę ir atliko savo darbą. Tai turi būti savotiškas rekordas.
„Voyager 1“ iliustracija. Keturių atsarginių sraigtų rinkinys yra galinėje erdvėlaivio pusėje šioje padėtyje. Autoriai: NASA/JPL-Caltech
Dabar pagrindiniai „Voyager 2“ varikliai pradeda rodyti problemas. Su senais, nenaudojamais „Voyager 1“ privairavimo įrenginiais, inžinieriai nusprendė paleisti ir senus atsarginius „Voyager 2“ sraigtus. Tačiau šie neveikė tol, kol buvo Voyager 1. Paskutinį kartą jie buvo naudojami, kai Voyager 1 susidūrė su Neptūnu 1989 metais prieš 30 metų, o NASA planuoja juos įjungti vėliau šį mėnesį.
Sumaniai inžinerija, kruopštus planavimas ir apgalvotas abiejų „Voyagers“ likusių energijos panaudojimas, neišvengiama erdvėlaivio pabaiga atidėta. Dėl to jų nuolatinis mokslinis indėlis dar kurį laiką gali tęstis ir ateityje.
„Abu „Voyager“ zondai tyrinėja dar niekada nelankytus regionus, todėl kiekviena diena yra atradimų diena.
„Keliautojo“ projekto mokslininkas Edas Stone'as
Inžinieriai ir misijų planuotojai mano, kad veiklos pajėgumų dar liko keleri metai. Tai svarbu, nes viskas, ką mes sužinome apie erdvės regioną, kuriame jie yra, yra dėl jų unikalios padėties jį stebėti. To negalima nuvertinti, nes vis dar rašomi nauji dokumentai, remiantis „Voyager“ duomenimis, ne tik ten, kur jie yra dabar, bet ir ten, kur jie buvo prieš metus, net dešimtmečius.
2017 m. NASA buvęs NASA išorinės planetos vertinimo grupės pirmininkas Fran Bagenal buvo interviu „Nautilus“. . Tame interviu ji sakė: „Aš vis dar analizuoju „Voyager“ duomenis, tikėkite tuo ar ne. Ką tik paskelbėme tris dokumentus apie „Voyager“ duomenis, kurie buvo paimti prieš 33 metus, tuo pačiu metu, kai švenčiame 40-ąsias paleidimo metines. Buvo smagu. Supratau, kad kai kurie duomenys, apie kuriuos rengiau disertaciją, nuo 1979 m., nebuvo iš naujo išanalizuoti.
Kyla klausimas, kiek būsimų straipsnių, pagrįstų dabartiniais duomenimis, bus galima parašyti po dešimtmečių?
Niekas nesitęsia amžinai
Žymiausios „Keliautojo“ programos nuotraukos yra Blyškiai mėlynas taškas nuotrauka (iš tikrųjų nuotraukų serija.) Nebegauname jokių nuotraukų iš „Voyager“ fotoaparatų. Ten nėra ką fotografuoti. Tačiau beveik neįtikėtina, kaip tie erdvėlaiviai vis dar teikia duomenis, unikalius duomenis, tiek dešimtmečių po to, kai buvo suprojektuoti, pastatyti ir paleisti. Keistu būdu jie yra tarsi ankstyvosios kosmoso tyrinėjimo technologijos laiko kapsulės.
Garsusis „blyškiai mėlynas taškas“ Žemėje, užfiksuotas „Voyager 1“ 1990 m. vasario mėn. (NASA / JPL)
„Abu „Voyager“ zondai tyrinėja regionus, kuriuose dar niekada nebuvo lankytasi, todėl kiekviena diena yra atradimų diena“, – sakė „Voyager“ projekto mokslininkas Edas Stone'as, dirbantis Caltech. „Voyager“ ir toliau stebins mus naujomis įžvalgomis apie gilųjį kosmosą.
Niekas netrunka amžinai ir vieną dieną tai bus erdvėlaiviui „Voyager“. Žmonėms, išmanantiems misijas ir numanantiems, kuo prisidėjo prie žmonijos žinių, tai bus liūdna diena. Keista pagalvoti apie visa tai, kas vyksta čia, Žemėje, kol du erdvėlaiviai leidžiasi į kelionę.
Geros naujienos yra tai, kad būsimi erdvėlaiviai bus paremti „Voyager“ programos darbu.
Menininko įspūdis apie mažytį IBEX zondą. Vaizdo kreditas: NASA
NASA paleidžia tarpžvaigždinį žemėlapių sudarymo ir pagreičio zondą ( IMAP ) 2024 m. ir jame bus pasinaudota „Voyagers“ stebėjimais. Jų Interstellar Boundary Explorer (IBEX) jau remiasi „Voyager 1“ ir „2“ darbais ir suteikia mums daugiau išsami informacija apie heliosferą.
Tame pačiame „Nautilus“ interviu Fran Bagenal sakė: „Aš numatyčiau, kad po maždaug 15 metų nustosime su juo bendrauti“. Ji nėra oficiali „Keliautojo“ programos atstovė, bet jei ji tiksli, tai reiškia, kad bendravimas gali baigtis iki 2032 m.
Pažymėkite tą datą savo kalendoriuje.
Pajusk nostalgiją.
Šaltiniai:
- Pranešimas spaudai: Naujas planas, kaip išlaikyti seniausius NASA tyrinėtojus
- NASA: Kelionių programa
- Pranešimas spaudai: „Voyager 1“ paleidžia variklius po 37 metų
- Pranešimas spaudai: NASA zondas „Voyager 2“ patenka į tarpžvaigždinę erdvę
- Pranešimas spaudai: „Voyager“ instrumento aušinimas išjungus šildytuvą
- Visata šiandien: Pagaliau! „Voyager 2“ dabar yra tarpžvaigždinėje erdvėje
- Vikipedijos įrašas: Kelionių programa