Nejvzdálenější lidmi vyrobený objekt bude schopen provádět svůj sběr cenných vědeckých dat i v ještě větších vzdálenostech právě díky opatřením pro úsporu energie. Experti z jihokalifornské Jet Propulsion Laboratory, kteří řídí mise sond Voyager, vypnuli 25. února přístroj cosmic ray subsystem na Voyageru 1. Přístroj low-energy charged particle instrument na sesterském Voyageru 2 bude deaktivován 24. března. Na každé sondě pak budou fungovat tři vědecké přístroje. Tyto činnosti jsou součástí dlouhodobých snah zvládat neustále klesající zdroj energie, kterým obě sondy disponují.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Sondy Voyager 1 a 2, které byly vypuštěny v roce 1977, spoléhají na radioizotopový systém, který generuje elektřinu z tepla vytvářeného rozpadajícím se plutoniem. Jenže tento systém přichází každý rok o zhruba 4 wattty. „Voyagery byly od svého startu hvězdami hlubšího vesmíru a chceme to tak udržet co možná nejdéle,“ říká Suzanne Dodd, projektová manažerka mise Voyager z JPL a dodává: „Jenže elektrická energie dochází. Pokud nyní nevypneme jeden přístroj na každé sondě, bude jim pravděpodobně zbývat energie jen na pár měsíců, než bychom museli ohlásit konec jejich mise.“
Obě sondy nesou desítku identických vědeckých přístrojů. Některé z nich, které byly určeny ke sběru dat pří průletech kolem planet, byly vypnuty už poté, co obě sondy dokončily svůj průzkum plynných obrů Sluneční soustavy. Přístroje, které zůstávají v provozu i dlouho po posledním průletu kolem nějaké planety, byly vědeckým týmem vybrány jako důležité pro výzkum heliosféry, ochranné bubliny ze slunečního větru a magnetických polí vytvářených Sluncem, či pro výzkum mezihvězdného prostoru, tedy oblasti mimo heliosféru. Voyager 1 dosáhl okraje heliosféry a počátku mezihvězdného prostředí v roce 2012, zatímco Voyager 2 se k této hranici dostal v roce 2018. Žádný jiný lidský výtvor dříve nedosáhl mezihvězdného prostoru a i dnes jsou oba Voyagery jedinými aktivními průzkumníky tohoto světa.
Vloni v říjnu byl v zájmu úspory energie vypnut přístroj plasma science instrument na Voyageru 2, jehož úkolem bylo měřit množství plazmatu (elektricky nabitých atomů, tedy iontů) a směr, ve kterém proudí. Přístroj v posledních letech sbíral jen omezené množství dat vzhledem ke své orientaci vůči směru, ve kterém mezihvězdným prostorem proudí plazma. Přístroj plasma science instrument na Voyageru 1 byl vypnut už před lety kvůli zhoršujícímu se výkonu.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org
Cosmic ray subsystem (CRS) na Voyageru 1, který byl nedávno vypnut, je souborem tří teleskopů, které jsou navrženy k průzkumu kosmického záření, včetně protonů z galaxie i Slunce. Přístroj měří jejich tok a energii. Data z těchto teleskopů pomohla vědeckému týmu mise Voyager určit, kdy a kde Voyager 1 opustil heliosféru.
Na tento měsíc je naplánovaná deaktivace přístroje low-energy charged particle instrument na Voyageru 2, který měří rozličné ionty, elektrony a kosmické záření pocházející ze Sluneční soustavy i ze samotné galaxie. Tento přístroj tvoří dva subsystémy – nízkoenergetický částicový teleskop pro širší měření energií a nízkoenergetický magnetosférický částicový analyzátor pro více zaměřené magnetosférické studie. Oba systém využívají otočnou platformu, která jim poskytuje 360° zorné pole. Tato platforma je ovládána krokovým motorkem, který jednou za 192 sekund vydá 15,7 wattový puls. Tento motor byl testován na 500 000 kroků, což bylo dostatečné ke garantování nepřetržitého provozu přístroje až do kontaktu se Saturnem, ke kterému u Voyageru 2 došlo v srpnu 1980. V době, kdy však bude na Voyageru 2 deaktivován, bude mít na svém kontě 8,5 milionu provedených kroků.
„Sondy Voyager dalece překonaly svou původní misi zaměřenou na vnější planety,“ říká Patrick Koehn, vědec zapojený do programu Voyager z centrály NASA ve Washingtonu a dodává: „Každý bit dalších dat, který jsme od té doby nasbírali, je nejen cenným bonusem pro heliofyziku, ale také ale také důkazem příkladného inženýrství, které se na Voyagerech podílelo – od doby před téměř 50 lety až dodnes.“ Inženýři zodpovědní za provoz mise odkládali kroky vedoucí k vypínání vědeckých přístrojů, jak dlouho to jen šlo, protože vědecká data nasbírané těmito dvojčaty, jsou jedinečná. Když se nyní vpynou dva zmíněné přístroje, dá to oběma sondám dostatečnou energetickou rezervu, aby mohly fungovat zhruba další rok, než se bude muset na každé sondě vypnout další přístroj.
Zdroj: https://atmos.nmsu.edu/
Na Voyageru 1 zůstává v provozu magnetometr, a plasma wave subsystem. Palubní přístroj low-energy charged particle instrument bude fungovat po zbytek roku 2025 a k jeho vypnutí dojde v příštím roce. Sesterský Voyager 2 bude i v dohledné budoucnosti používat přístroje pro magnetické pole a plazmatické vlny. Na rok 2026 je naplánováno vypnutí jejího přístroje cosmic ray subsystem.
Díky plánu na úsporu energie inženýři věří, že by obě sondy mohly mít dostatek elektrické energie pro provoz alespoň jednoho vědeckého přístroje až do 30. let. Jsou si ale dobře vědomi toho, že Voyagery jsou drsným podmínkám kosmického prostředí vystaveny již 47 let a jejich životnost mohou zkrátit nečekané výzvy.
Voyagery jsou nejvzdálenějšími lidmi vyrobenými objekty všech dob. Voyager 1 je od Země vzdálen více než 25 miliard kilometrů, Voyager 2 pak více než 21 miliard kilometrů. Vzhledem k této gigantické vzdálenosti trvá cesta rádiového signálu od země k Voyageru 1 více než 23 hodin a k Voyageru 2 skoro 19,5 hodiny.
„Každou minutu každého dne Voyagery prozkoumávají oblasti, kam se zatím žádná sonda nedostala,“ říká Linda Spilker, vědkyně z JPL, zapojená do programu Voyager a dodává: „To také znamená, že každý den může být náš poslední, ale mohl by také přinést další mezihvězdné poznání. Proto se snažíme udělat vše pro to, aby Voyagery 1 a 2 pokračovaly ve své cestě po co nejdelší dobu.“
Přeloženo z:
https://blogs.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://d2pn8kiwq2w21t.cloudfront.net/original_images/1-Voyager_2-copy.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/e-voyager-rtg-web.jpg
https://atmos.nmsu.edu/data_and_services/atmospheres_data/Voyager/images/voyager_pic4.png
Chtěl bych na památku tohoto divu lidského umu „namalovat obrázek“ o inženýrské dovednosti a její nezávislosti na tzv. stavu pokroku – podotýkám, že se bavíme o dobách, kdy byly běžné parní vlaky a u nás se upláceli různí komunističtí papaláši, komu v následující pětiletce přivedou vodovod. V rodinných domech na venkově se běžně chodilo do kadibudky. A i v činžáku uprostřed Prahy jsem ještě o 10 let později běhal do sklepa pro uhlí.
A teď Voyager:
Na každé ze sond Voyager jsou přístroje ještě cca o 5 a více let starší než jsou ty sondy (vlastní vývoj V. trval 5 let a znovu se použily některé stroje stejné z předchozích sond Mariner, protože se osvědčily). Např. sondu řídí počítač, o kterém se v originálním dokumentu z té doby hrdě hlásá, že „se výborně hodí do omezených možností typu kosmická sonda, protože na 30 kilobajtů paměti váží pouhých 30 kilogramů na hmotnosti“. Tedy: „kilo za kilo“ 🙂
Pod pojmem paměť si představme tkanou látku z drátků, kde na každém křížení vláken (útek / osnova) je navlečený miniaturní feritový kroužek. Přiznám se, že jsem nezjišťoval, jestli v té době už se uměla tkát strojově nebo to ještě stále dělaly armády žen tkadlen ručně. Je to nějak na pomezí.
Jako vyrovnávací paměť pro dobu od naměření většího množství dat po jejich odvysílání byl použitý kazetový magnetofon s páskou do kruhu, tj. přepisovala se pořád dokola. Její kapacita je 536 Mbit – tj. 2000x větší než paměť toho počítače – pro představu, co to tehdy znamenalo. Pásky byly vypnuté z důvodu úspory elektrické energie, ne nefunkčnosti. Mimochodem, jsou ještě „v záruce“ – pokud se dobře pamatuji na původní dokumentaci, tak výrobce garantoval větší množství přepisů než zatím Voyager využil. Měli jste někdy walkmana a pamatujete zachuchané kazety?
O krokových motorcích je řeč v článku. Ten údaj ocení každý až pokud se ještě dnes pokusí sehnat krokový motorek s takovouto garantovanou výdrží bez servisu, a to i kdyby byl do obyčejných pozemských podmínek. Netroufám si odhadovat ani počet nul jeho ceny…
Na konci roku 2017 byl na sondě proveden úspěšný test trysek pro korekci trajektorie sondy Voyager 1, které byly naposledy použity v roce 1980. Výpočet „2017 – 1980“ nechávám na čtenáři.
A to celou dobu na tom „malovaném obrazu“ nezmiňuji celou obrovskou část věnovanou pozemnímu středisku: technická dokumentace, znalosti předávané druhé a někdy už i třetí generaci techniků. Schopnost těchto lidí přicházet s inovativními řešeními v komunikaci se strojem, který je založený na technologiích z technického muzea.
Zatím končím s „malováním obrázku“, ale doufám, že někdo ho namaluje ještě lépe, podrobněji i živěji a jednou, až už sondám ta energie opravdu dojde, tak takovýto „obraz“ ve skvostném rámu bude zdobit muzeum kosmonautiky. Myslím, že pak kdokoli ho přečte a pochopí, nebude líný alespoň v duchu smeknout. A to to přitom jsou jen dvě nenápadné sondy, stavěné poměrně narychlo, aby stihly to jedinečné postavení planet…