Кредит за изображение: НАСА
Дълбокото пространство е студено. Много студено. Това е проблем - особено ако летите на стар космически кораб. И захранващите ви устройства намаляват. И горивните линии могат да замръзнат всеки момент. О, и между другото, вие трябва да продължите да летите още тринадесет години.
Това звучи като научнофантастичен трилър, но това наистина се случва с космическия кораб на УСАС на НАСА / Европейската космическа агенция.
Ulysses е лансиран през 1990 г. на петгодишна мисия за изучаване на слънцето. Занаятът събра нови данни за скоростта и посоката на слънчевия вятър. Той откри 3D формата на магнитното поле на слънцето. Той записва слънчеви пламъци на слънцето и супер-слънчеви пламъци от далечни неутронни звезди. Улис дори прелетя през опашката на комета Hyakutake, неочаквана среща, която зарадва астрономите.
Мисията трябваше да приключи през 1995 г., но Улис беше твърде успешен, за да се откаже. НАСА и ЕКА предоставиха три разширения, последно през февруари 2004 г. Планира се, че Ulysses ще продължи до 2008 г., тринадесет години по-дълго от първоначално планираното.
Разширената мисия на Улис, както и преди, е да изучава слънцето. Но в момента Улис е далеч от нашата звезда. Има среща с Юпитер, изучавайки гигантската планета и нейното магнитно поле. Слънчевата светлина там е 25 пъти по-малко интензивна от тази, която преживяваме на Земята, а Улис става опасно студ.
Още през 80-те, когато Улис все още беше на Земята и се сглобяваше, планиращите мисии знаеха, че космическият кораб ще трябва да издържа на ниски температури. Така те поставят десетки нагреватели на борда, всички захранвани от радиоизотопния термоелектричен генератор или "RTG". Тези нагреватели поддържаха Ulysses удобно топъл.
Но има проблем: RTG избледнява.
„Изходната мощност на RTG намалява от пускането на космическия кораб“, казва Найджъл Ангълд, мениджър за операции на космически кораби Ulysses в JPL. RTG мощността естествено избледнява, тъй като радиоактивният му източник се разпада. Това е както се очаква. Това, което планиращите не очакваха, бяха 13 години допълнителни операции.
„Когато Ulysses стартира през 1990 г., RTG произвежда 285 вата. Сега е намалено до 207 вата - едва достатъчно мощност да работи едновременно с научните инструменти и нагревателите ", отбелязва Енгълд.
Вътре в Ulysses температурата варира от място до място. "Много от научните инструменти вече са под замръзване (0 C)", казва термичният инженер на Улис Фернандо Кастро. „Това е добре, защото те могат да работят при ниска температура.“ Но горивните линии са друг въпрос. Те се движат на около 3 градуса над нулата, "и ако замръзнат, имаме проблеми."
Горивните линии са от решаващо значение за мисията. Те доставят хидразиново гориво до осемте тласкачи на кораба. Всяка седмица или около това наземните контролери запалват дроселите, за да държат радио антената на Улис да сочи към Земята. Дроселите няма да работят, ако хидразинът замръзне. Без тласъци не означава комуникация. Мисията щеше да бъде загубена.
Около осем метра горивна линия змия през космическия кораб. Всеки обрат и завъртане е възможно студено място, място, където хидразинът може да започне да се втвърдява. „Ако хидразинът замръзне навсякъде, не знам дали можем безопасно да го размразим отново“, тревожи се Кастро. Когато хидразинът се размразява, той се разширява, възможно е достатъчно, за да разкъса горивните линии. Задвижващото средство на Улис би се влюбило безполезно в космоса.
Температурата във всяка точка по горивните линии е поразително чувствителна към случващото се на друго място в космическия кораб. Включването на научен инструмент „тук“ може да причини студ „там“, защото той отнема захранването от един от нагревателите. Включване на тяга, възпроизвеждане или запис на данни: почти всичко може да разстрои деликатния топлинен баланс на Ulysses.
По-горе: Сложният интериор на Ulysses. Тъмните блокове са научни инструменти и други устройства. Горивните линии, обозначени с червено, синьо и зелено, водят от централен резервоар за хидразин до тласъците. Щракнете тук, за да видите районите, най-уязвими от замръзване.
Дори простият акт за изпращане на съобщение на космическия кораб може да създаде проблеми. Системният инженер Анди Макгари припомня: „Миналия месец изпращахме някои нови команди до Улис, когато температурата започна да спада, до 0,8 градуса С в близост до горивните линии. Бяхме на по-малко от градуса от точката на замръзване на хидразин - твърде близо за комфорт. "
Инженерите бързо разбраха проблема. „Всички научни инструменти на Улис бяха активирани за изучаване на Юпитер“, обяснява Макгари, „и това натовари RTG до краен предел“. Ulysses ще има проблеми с поддържането на още едно устройство. Но когато сигнал пристигна от Земята, друго устройство се включи автоматично: декодерът, който превежда радиосигнали в поток от двоични и нули, разбрани от компютрите на Улис. "Декодерът крадеше мощност от нагревателите."
Оттогава наземните контролери се научиха да поддържат предаванията си на Ulysses кратко, така че температурата да не пада много далеч.
Улис е на път да се обърне от Юпитер и да се върне към слънцето. В крайна сметка слънчевото отопление ще запази хидразина топло и бордовите нагреватели могат да бъдат изключени, „но това няма да се случи до 2007 г.“, казва Angold. Междувременно инженерите в JPL поддържат постоянно наблюдение на космическия кораб.
Ученият от мисията Стив Суес от Центъра за космически полети на НАСА Маршал смята, че си струва усилията. „Разширената мисия ни дава шанс да научим много повече за слънцето.“ От особен интерес е слънчевият минимум. Слънчевата активност намалява и намалява на всеки 11 години, обяснява той. Улис изучава тихата фаза на слънцето, слънчев минимум, между 1994 и 1995 г. Сега Улис трябва да го направи отново. „Следващият слънчев минимум предстои около 2006 г.“, казва Суес, „но той няма да бъде същият като преди“. През 2001 г. магнитното поле на слънцето се обърна. Северният полюс се измести на юг и обратно. Магнетично казано, слънцето сега е наопаки. Как ще се отрази това на слънчевия минимум?
Може би Улис ще разбере? ако не замръзне до смърт първо.
Оригинален източник: Научна история на НАСА
