Stárnoucí Voyager 1 překonal další překážku

Legendární sonda Voyager 1 využívá svých manévrovacích motorků, aby byla správně orientována vůči Zemi, ale po 47 letech strávených v kosmickém prostoru se přívodní palivové trubičky začaly ucpávat, o čemž jsme psali už vloni. Po 47 letech provozu jsou přívodní trubičky paliva v motorech z velké části ucpány oxidem křemičitým, což je vedlejší produkt, který se uvolňuje ze stárnoucí gumové membrány v palivové nádrži sondy. Toto zanášení snižuje účinnost, s jakou tyto trysky dokáží generovat tah. Po několika týdnech pečlivého plánování se tým rozhodl, že dojde k přechodu na jiný soubor manévrovacích motorů.

Sondy Voyager používají pro své manévrovací raketové motory kapalinu zvanou hydrazin, kterou přemění na plyn a ten je následně vypouštěn v pulsech trvajících jen desítky milisekund. Vytvořená síla je využita k jemnému pootočení antény sondy směrem k Zemi. Pokud by ucpané přívody fungovaly správně, potřebovaly by denně provést zhruba 40 takových pulsů. Každá ze dvou sond Voyager je vybavena třemi soubory (větvemi) manévrovacích trysek. Dva soubory patří motorům pro korekci orientace v prostoru a třetí větev je vyhrazena motorům TCM určeným k manévrům pro korekce dráhy. Během gravitačních manévrů u planet byly oba typy motorů využívány k různým účelům. Jenže s tím, jak Voyager 1 cestuje nezměněnou trasou ze Sluneční soustavy, jeho požadavky na manévry jsou jednodušší a k zaměření antény k Zemi může posloužit kterákoliv větev manévrovacích motorů.

V roce 2002 si řídící tým v kalifornské Jet Propulsion Laboratory všiml, že se některé trubičky pro přívod paliva do manévrovacích motorů určených k zaměřování sondy na Zemi začínají ucpávat a proto tým rozhodl o přechodu na záložní větev. Když i tato větev začala v roce 2018 vykazovat náznaky ucpávání, rozhodl se tým přejít na motory určené původně ke korekcím dráhy, které se od té doby používají. Nyní jsou tyto motory pro korekce dráhy zanesené více, než tomu bylo u manévrovacích motorů, když byly v roce 2018 vyřazeny z provozu.

Zacpávané trubičky se nacházejí uvnitř motorů a zajišťují směřování paliva na katalytickou desku, kde dochází k přeměně hydrazinu na plyny. V tomto případě tedy nejde o trubičky, které přivádějí hydrazin k motorům. Zatímco původně měly trubičky průměr pouhých 25 setin milimetru, usazeniny  postupně tento průměr zmenšily na pouhých 35 tisícin milimetru! To zhruba odpovídá polovině šířky lidského vlasu. Výsledkem je, že se tým rozhodl přepnout zpět na jednu z větví trysek pro řízení orientace v prostoru.

Přechod na jiné trysky by byl relativně jednoduchou operací, pokud by k němu došlo v roce 1980, nebo klidně i 2002. Jenže stáří sondy s sebou přineslo nové výzvy, které jsou primárně spojeně s dostupným množstvím energie a teplotou. Obě sondy vypnula všechny systémy, kromě těch životně důležitých, včetně některých ohřívačů, aby byla zachována energie z neustále slábnoucího zdroje elektřiny, kterou vytváří radioaktivní rozpad plutonia. Ačkoliv tyto kroky snížily spotřebu elektřiny, vedly také k ochlazení sondy, což bylo umocněno vypnutím dalších systémů, které nebyly nezbytně nutné, ale produkovaly teplo. V důsledku toho ochladly větve pohonných trysek a jejich zapnutí v tomto stavu by je mohlo poškodit, takže by se staly nepoužitelnými.

Tým proto postupně dospěl k tomu, že nejlepším řešením bude ohřátí motorů před jejich aktivací pomocí ohřívačů, které byly dříve označeny jako zbytné a byly tak deaktivovány. Jenže při tolika výzvách, kterým tým zodpovědný za sondy Voyager čelil, tohle představovalo složitý rébus. Uznejte sami. Sonda má k dispozici tak málo energie, že by zapnutí „zbytných“ ohřívačů vyžadovalo, aby řídící středisko vypnulo na oplátku něco jiného, aby měly ohřívače dostatek energie. Jenže problém je, že všechno, co je nyní v provozu, je považováno za nezbytné. Experti zkoumáním problému vyloučili, že by mohli na omezenou dobu vypnout jeden z dosud fungujících vědeckých přístrojů. Existuje totiž riziko, že by se přístroj už nemusel vrátit do provozu. Po dalších analýzách a plánování tým inženýrů zjistil, že mohou bezpečně až na jednu hodinu vypnout jeden z hlavních ohřívačů sondy, čímž uvolní dostatek energie pro zapnutí ohřívačů trysek.

A ono to fungovalo! 27. srpna mohlo řídící středisko potvrdit, že požadovaná větev manévrovacích motorů je zpět v akci a pomáhá směrovat anténu sondy Voyager 1 k Zemi. „Všechna rozhodnutí, která budeme muset v budoucnu učinit, budou vyžadovat mnohem více analýzy a opatrnosti než dříve,“ přiznává Suzanne Dodd, projektová manažerka mise Voyager z Jet Propulsion Labroatory, která misi vede pro NASA. Obě sesterské sondy Voyager prozkoumávají mezihvězdné prostředí, což je oblast za bublinou částic a magnetických polí vytvářených Sluncem. Žádná jiná sonda se do této oblasti v delším časovém horizontu nedostane. Vědecký tým mise usiluje o to, aby Voyagery fungovaly tak dlouho, jak to jen bude možné, aby mohli pokračovat v odhalování poznatků o tom, jaké mezihvězdné prostředí vlastně je.

Přeloženo z:
https://www.jpl.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/1-voyager-illustration-1041.jpg
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-voyager-will-do-more-science-with-new-power-strategy
https://i.sstatic.net/IkDI4.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/e-voyager-rtg-web.jpg