W tym roku mamy okazję świętować czterdzieści pięć lat misji NASA, która trwa nieprzerwanie od tysiąc dziewięćset siedemdziesiątego siódmego roku. Mowa tu o bliźniaczych sondach Voyager 1 i 2, które nieustannie przesyłają na Ziemię bezcenne dane, obecnie już spoza naszego Układu Słonecznego. W ostatnim czasie jedna z nich przypomniała o sobie wysyłając dziwne dane z systemu kontroli położenia i postawiła przed inżynierami NASA nie lada wyzwanie – naprawa usterki systemu, do którego sygnał dociera prawie dobę i tyle samo czasu potrzebuje na powrót na Ziemię. Pomimo ogromnej odległości udało się naprawić błąd, jednak naukowcom pozostaje jeszcze kilka zagadek do rozwiązania. 

Dwudziestego sierpnia tysiąc dziewięćset siedemdziesiątego siódmego roku z przylądka Canaveral na Florydzie wystrzelono pierwszą z sond, Voyager 2. Piątego września w kosmiczną podróż wyruszyła kolejna, Voyager 1… Chwila, przecież to bez sensu! A jednak, wszystko się zgadza – trajektoria lotów sond zakładała dotarcie do celu jako pierwszej sondy Voyager 1, dzięki wykorzystaniu niezwykle rzadkiego geometrycznego ustawienia planet zewnętrznych Układu Słonecznego, które zdarza się raz na sto siedemdziesiąt pięć lat! Inżynierowie NASA w pełni wykorzystali tę okazję, dzięki czemu sondy mogły lecieć szybciej i dalej bez użycia zaawansowanych systemów napędowych. Voyager 1 wysłana szesnaście dni później i poprowadzona na szybszą i krótszą trajektorię sprawnie wyprzedziła siostrę dokładnie tak, jak zakładano. 

Głównym celem misji było zbadanie zewnętrznych planet Układu Słonecznego a także ich księżyców. Voyager 2 pozostaje do dzisiaj pierwszą i jedyną sondą, której udało się zbliżyć do Urana i Neptuna. Podczas gdy ta wciąż zbierała dane w tym rejonie, szybsza z sióstr już kierowała się w stronę granicy heliosfery, czyli pola oddziaływania Słońca, w którym ciśnienie wiatru słonecznego dominuje nad ciśnieniem wiatrów galaktycznych, tworząc ogromny bąbel cząstek wyrzucanych przez gwiazdę. Dzięki danym uzyskanym przez Voyager 1 w momencie przekraczania heliopauzy w dwa tysiące dwunastym roku, naukowcy oszacowali, że heliosfera blokuje aż siedemdziesiąt procent promieniowania kosmicznego, czyli wysokoenergetycznych cząstek powstających w wyniku śmierci gwiazd. Po zakończeniu badań nad planetami, Voyager 2 także opuściła strefę wpływu naszej gwiazdy około sześć lat później.  

Mimo upływu lat i gwałtownego rozwoju technologii, sondy wciąż zadziwiają trwałością i zdolnością do pracy w warunkach niezbadanych dotąd przez żadnego ziemskiego wysłannika. W maju tego roku naukowcy z NASA zaczęli otrzymywać bardzo dziwne dane z systemu kontroli położenia Voyager 1, który ma za zadanie utrzymywać antenę sondy skierowaną w stronę Ziemi, umożliwiając przesyłanie danych telemetrycznych. Jak przyznali eksperci z NASA, wszystko wskazywało na to, że system wciąż działa, jednak z niewyjaśnionych przyczyn przesyła nieprawidłowe dane, jakby generowane losowo. Co jeszcze dziwniejsze, usterka nie uruchomiła pokładowych systemów ochrony, które powinny w takiej sytuacji przełączyć statek w tryb awaryjny, w którym wykonywane są tylko niezbędne operacje, tak aby dać inżynierom czas na zdiagnozowanie problemu. Sygnał docierający na Ziemię nie był osłabiony, co świadczyło o prawidłowym ustawieniu anteny. Początkowo naukowcy nie byli w stanie zresetować systemu, prawdopodobnie ze względu na starzejące się komponenty wystawione na silnie promieniowanie od wielu lat. Ponadto niekompletna dokumentacja z procesu tworzenia systemu utrudniała pracę inżynierom poszukującym brakujących komend, które mogłyby pomóc chociażby w ocenie sytuacji. Pod koniec sierpnia NASA ogłosiła, że w końcu udało się zlokalizować źródło problemu, jednak wciąż nie da się określić przyczyny całego zajścia. 

Okazało się, że system kontroli położenia nagle zaczął przekazywać dane przez komputer pokładowy, który przestał działać lata temu. To właśnie on zniekształcał dane, które po dotarciu na Ziemię nie miały żadnego sensu. Czujni inżynierowie wysłali do systemu polecenie, by użył odpowiedniego komputera do przesyłu danych. To posunięcie nie stanowiło dużego ryzyka, jednak było dosyć czasochłonne ze względu na odległość ponad dwudziestu trzech miliardów kilometrów, które sygnał musiał przebyć, by dotrzeć do sondy. Po niecałych dwóch dobach oczekiwania na odpowiedź wszystko wróciło do normy, jednak naukowcy nie mają pojęcia jak mogło dojść do tak dziwnego błędu. Być może system otrzymał błędne polecenie wygenerowane przez inny komputer pokładowy. Jeśli tak właśni się stało, to znaczy, że sonda ma zdecydowanie większy problem, który trzeba zlokalizować i rozwiązać. Na razie badacze analizują zapis z pamięci systemu i próbują odnaleźć pierwotną przyczynę usterki. Mają nadzieję, że Voyager 1 posłuży jeszcze nawet do dwa tysiące trzydziestego roku. W tym celu w ostatnich latach wyłączyli nietechniczne systemy sondy, takie jak grzejniki instrumentów naukowych, aby mogła wciąż zbierać dane i pomagać naukowcom zrozumieć kosmos. Chcą, aby misja trwała jak najdłużej, ponieważ przesyłane dane naukowe są bardzo cenne

Patronite

Patronite

Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!

Co ciekawe, w dwa tysiące siedemnastym roku, gdy główne silniki Voyager 1 wykazywały oznaki znacznej degeneracji, badacze zdecydowali się przejść na inny zestaw silników, pierwotnie używanych do napędzania sondy podczas przelotów w pobliżu planet. Nieużywane od trzydziestu siedmiu lat silniki odpaliły bez problemu. Obie konstrukcje zasilane są przez radioizotopowe generatory termoelektryczne, które z każdym rokiem wytwarzają o cztery waty energii mniej. Według szacunków NASA, za około trzy lata generatory mogą nie być już w stanie zapewnić odpowiedniej do działania mocy, dlaczego liczba systemów, które mogą obsługiwać jest ograniczona. Żadne instrumenty naukowe nie zostały jeszcze wyłączone w wyniku zmniejszającej się mocy, a zespół naukowców i inżynierów nieustannie pracuje, by jak najdłużej utrzymać obie sondy przy życiu. 

Obecnie sondy stanowią swego rodzaju kapsuły czasu dryfujące w przestrzeni międzygwiezdnej – wyposażone w kasety do zapisywania danych posiadają około trzy miliony mniejszą pamięć niż współczesne telefony a prędkość przesyłu danych jest prawie czterdzieści tysięcy razy mniejsza niż (prędkość) 5G. Złote płyty z zapisami ziemskiego życia umieszczone w sondach to takie listy w butelce, które mają przetrwać jeszcze ponad miliard lat przy szacowanym tempie rozpadu złota i niszczenia przez promieniowanie kosmiczne. Być może jakaś zaawansowana cywilizacja kiedyś natknie się na którąś z naszych wiadomości a może nawet uda jej się ją odczytać. Przez ostatnie czterdzieści pięć lat misja Voyager pomogła naukowcom zrozumieć kosmos – od odkrycia nieznanych księżyców i pierścieni planetarnych aż do uzyskania pierwszych bezpośrednich dowodów na istnienie heliopauzy.

 

Linki:

https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/spacecraft/

https://www.nasa.gov/feature/jpl/voyager-nasa-s-longest-lived-mission-logs-45-years-in-space

https://www.nasa.gov/image-feature/voyager-1-s-mission-to-the-outer-planet-begins

https://www.nasa.gov/mission_pages/sunearth/science/Heliosphere.html