37 років без жодного запуску: минулого тижня була активована група двигунів космічного апарата Вояджер-1, який нещодавно відзначив рекордні 40 років у космосі.

Найшвидший та найвіддаленіший
Вояджер-1 є безпрецедентним рекордсменом серед космічних апаратів, які коли-небудь будувало людство. Це найшвидший та найвіддаленіший космічний апарат NASA, і єдиний апарат, який досяг міжзоряного простору, передає Scienceukraine.

Зонд, який знаходиться у русі вже понад 40 років, покладається на невеликі прискорювачі, що допомагають йому змінювати орієнтацію у просторі та підтримувати зв’язок з Землею. Ці двигуни вистрілюють короткими імпульсами, схожими на “пшик”, і які тривають лічені мілісекунди. Подібні маневри допомагали точно переорієнтувати апарат так, щоби його антена дивилась у напрямку “блідої блакитної цятки” – Землі.“Бліда блакитна цятка” Вояджера-1. Фото Землі, зроблене зондом Вояджер-1 з відстані близько 6 мільярдів кілометрів. Ідея зробити знімок та назва були запропоновані Карлом Саганом, який також написав однойменну книгу про цей знімок у 1994 році. Джерело: NASA/JPL.

Тепер команда Вояджера отримала можливість активувати групу резервних двигунів, які не працювали з 1980 року.

Нестандартне рішення
«З цими двигунами, які все ще працюють через 37 років простою, ми зможемо продовжити життя космічного апарата Вояджера 1 на термін від одного до трьох років,» – розповіла Сюзанна Додд, керівник проекту Вояджер у NASA JPL.

У 2014 році інженери NASA помітили, що двигуни Вояджера, які використовувались для орієнтації зонда, почали зношуватись. З часом, було потрібно робити все більше “пшиків”, щоби розвинути той самий імпульс. А на відстані 13 мільярдів років від Землі не знайшлося жодної автомайстерні, аби їх полагодити.

Команда Вояджера на Землі зібрала групу експертів у Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) у Пасадені, Каліфорнія, щоби вирішити цю проблему. Порадившись, інженери запропонували незвичне вирішення: повернути у гру та використати для орієнтації двигуни, які спали 37 років.

«Щоби впевнитися, що ми можемо безпечно використати ці двигуни, команда Вояджера перекопала дані за десятки років та перевірила програмне забезпечення, яке було написане застарілою мовою програмування assembler» – написав Кріс Джонс, головний інженер JPL.

У перші роки своєї місії Вояджер 1 був спрямований на зустріч з Юпітером та Сатурном, а також з окремими їхніми супутниками. Щоби безпечно пролетіти повз газові гіганти та точно спрямувати свої бортові інструменти у потрібний бік, інженери Вояджера 1 використали “маневри корекції траєкторії” (trajectory correction maneuver – TCM). Двигуни TCM Вояджера практично ідентичні тим, що призначались для зміни його орієнтації, однак перші знаходяться на задньому боці зонда. Оскільки останнє зближення Вояджера 1 було з Сатурном, 8 листопада 1980 року, з того часу інженери NASA більше не використовувати двигуни TCM. І навіть тоді вони працювали у безперервному режимі, тому чи зможуть вони працювати з короткими імпульсами інженери не знали.

Усі реактивні двигуни Вояджера розроблялися компанією Aerojet Rocketdyne. Двигуни цього класу, зокрема MR-103, також встановили і на інші космічні апарати NASA – Cassini (Кассіні) та Dawn. Тому до вирішення проблеми також залучили інженерів Aerojet Rocketdyne, які власне писали програмний код Вояджера на асемблері.

Наприкінці листопада Вояджер отримав першу команду на запуск двигунів TCM, які увімкнулися вперше за 37 років. Цього разу інженери перевірили їхню здатність переорієнтовувати апарат у режимі 10-мілісекундних імпульсів. Щоби отримати результати своїх команд, інженерам довелось чекати 19 годин 35 хвилин, доки радіосигнал з телеметрією Вояджера проходив крізь мільярди кілометрів космічного простору.

Врешті-решт, сигнал було отримано на радіоантені у м. Голдстоун, Каліфорнія, яка є частиною мережі Deep Space Network (DSN).Для того, щоб “поговорити” з віддаленим космічним апаратом “Вояджер”, NASA зробило стрибок у космічних технологіях зв’язку. На фото – антена, діаметром 64 метри в Голдстоуні, штат Каліфорнія, збільшена до 70 метрів.
Джерело: NASA / JPL-Caltech

TCM двигуни Вояджера 1 спрацювали бездоганно, практично так само, як і зношені двигуни для зміни орієнтації зонда.

За планом, TCM двигуни мають увімкнути знову у січні 2018 р. Однак, щоби здійснити перехід на роботу з ними, інженерам також потрібно увімкнути опалення для кожного з двигунів, що вимагає енергії – обмеженого ресурсу на старому зонді. Коли енергія для опалення вичерпається, Вояджер 1 буде змушений знову повернутися до зношених двигунів для орієнтації.

Випробування TCM двигунів пройшли настільки успішно, що у NASA вирішили провести аналогічні тести для TCM двигунів на Вояджері 2.Вояджер 1 та Вояджер 2 у полі зору Габбла. NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)

На момент написання цієї статті, Вояджер 1 віддалився від Землі на 21,164 мільярда кілометрів та продовжує рухатись у напрямку зорі Сіріус зі швидкістю 61 196 км на год.