science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Voyager 1 ontsteekt stuwraketten na 37 jaar

Een kunstenaarsconcept dat een van NASA's tweeling Voyager-ruimtevaartuigen voorstelt. Het verste en langstlevende ruimtevaartuig van de mensheid viert 40 jaar in augustus en september 2017. Credit:Jet Propulsion Laboratory

Als je een auto probeert te starten die al tientallen jaren in een garage staat, je zou niet verwachten dat de motor reageert. Maar een set stuwraketten aan boord van het ruimtevaartuig Voyager 1 werd woensdag na 37 jaar zonder gebruik succesvol gelanceerd.

reiziger 1, NASA's verste en snelste ruimtevaartuig, is het enige door mensen gemaakte object in de interstellaire ruimte, de omgeving tussen de sterren. Het ruimtevaartuig, die al 40 jaar vliegt, vertrouwt op kleine apparaten die stuwraketten worden genoemd om zichzelf te oriënteren zodat het met de aarde kan communiceren. Deze stuwraketten vuren in kleine pulsen, of "puffen, "duurt slechts milliseconden, om het ruimtevaartuig subtiel te draaien zodat de antenne naar onze planeet wijst. Nutsvoorzieningen, het Voyager-team kan een set van vier back-upthrusters gebruiken, sinds 1980 inactief.

"Met deze boegschroeven die na 37 jaar zonder gebruik nog steeds functioneel zijn, zullen we de levensduur van het ruimtevaartuig Voyager 1 met twee tot drie jaar kunnen verlengen, " zei Suzanne Dodd, projectmanager voor Voyager bij NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië.

Sinds 2014, ingenieurs hebben opgemerkt dat de stuwraketten die Voyager 1 heeft gebruikt om het ruimtevaartuig te oriënteren, genaamd "attitude control stuwraketten, " zijn vernederend. In de loop van de tijd, de stuwraketten hebben meer trekjes nodig om dezelfde hoeveelheid energie af te geven. Op 13 miljard mijl van de aarde, er is geen monteur in de buurt om te laten tunen.

Het Voyager-team verzamelde een groep voortstuwingsexperts in het Jet Propulsion Laboratory van NASA, Pasadena, Californië, om het probleem te bestuderen. Chris Jones, Robert Shotwell, Carl Guernsey en Todd Barber analyseerden opties en voorspelden hoe het ruimtevaartuig in verschillende scenario's zou reageren. Ze kwamen een ongebruikelijke oplossing overeen:probeer de taak van oriëntatie te geven aan een stel stuwraketten die al 37 jaar sliepen.

"Het Voyager-vluchtteam heeft tientallen jaren oude gegevens opgegraven en de software onderzocht die was gecodeerd in een verouderde assembler-taal, om er zeker van te zijn dat we de stuwraketten veilig konden testen, " zei Jones, hoofdingenieur bij JPL.

In de begindagen van de missie, Voyager 1 vloog langs Jupiter, Saturnus, en belangrijke manen van elk. Om nauwkeurig voorbij te vliegen en de instrumenten van het ruimtevaartuig op een mengelmoes van doelen te richten, ingenieurs gebruikten "baancorrectiemanoeuvre, " of TCM, boegschroeven die qua grootte en functionaliteit identiek zijn aan de boegschroeven, en bevinden zich aan de achterkant van het ruimtevaartuig. Maar omdat de laatste planetaire ontmoeting van Voyager 1 Saturnus was, het Voyager-team had de TCM-stuwraketten sinds 8 november niet meer nodig, 1980. Toen, de TCM-stuwraketten werden gebruikt in een meer continue schietmodus; ze waren nooit gebruikt in de korte uitbarstingen die nodig waren om het ruimtevaartuig te oriënteren.

Alle stuwraketten van Voyager zijn ontwikkeld door Aerojet Rocketdyne. Dezelfde soort stuwkracht, genaamd de MR-103, vloog ook op andere NASA-ruimtevaartuigen, zoals Cassini en Dawn.

Op dinsdag, 28 november, 2017, Voyager-ingenieurs hebben voor het eerst in 37 jaar de vier TCM-stuwraketten aangestoken en hun vermogen getest om het ruimtevaartuig te oriënteren met behulp van pulsen van 10 milliseconden. Het team wachtte gretig terwijl de testresultaten door de ruimte reisden, 19 uur en 35 minuten nodig hebben om een ​​antenne in Goldstone te bereiken, Californië, dat deel uitmaakt van NASA's Deep Space Network.

Zie, op woensdag, 29 november, ze leerden dat de TCM-stuwraketten perfect werkten - en net zo goed als de stuwraketten voor de houdingscontrole.

"Het Voyager-team werd elke keer enthousiaster met elke mijlpaal in de boegschroeftest. De stemming was er een van opluchting, vreugde en ongeloof na het zien van deze goed uitgeruste stuwraketten het stokje overnemen alsof er geen tijd was verstreken, " zei Kapper, een JPL voortstuwingsingenieur.

Het plan voor de toekomst is om in januari over te stappen op de TCM-thrusters. Om de verandering door te voeren, Voyager moet één verwarming per boegschroef aanzetten, waarvoor kracht nodig is - een beperkte hulpbron voor de ouder wordende missie. Als er niet meer genoeg stroom is om de kachels te laten werken, het team schakelt terug naar de stuwraketten voor de houdingscontrole.

De boegschroeftest ging zo goed, het team zal waarschijnlijk een vergelijkbare test doen op de TCM-thrusters voor Voyager 2, het dubbele ruimtevaartuig van Voyager 1. De stuwraketten die momenteel voor Voyager 2 worden gebruikt, zijn nog niet zo gedegradeerd als die van Voyager 1. echter.

Voyager 2 is ook op koers om de interstellaire ruimte binnen te gaan, waarschijnlijk in de komende jaren.