Kuvan luotto: NASA
Syvä tila on kylmä. Hyvin kylmä. Se on ongelma - varsinkin jos lennät vanhassa avaruusaluksessa. Ja virtalähteesi vähenevät. Ja polttoaineletkut voivat jäätyä milloin tahansa. Voi, ja muuten, sinun on jatkettava lentämistä vielä kolmetoista vuotta.
Se kuulostaa tieteiskirjailijalle, mutta niin tapahtuu NASA: n / Euroopan avaruusjärjestön Ulysses-avaruusalukselle.
Ulysses käynnistettiin vuonna 1990 viiden vuoden matkalla tutkimaan aurinkoa. Veneet keräsivät uutta tietoa auringon tuulen nopeudesta ja suunnasta. Se löysi auringon magneettikentän 3D-muodon. Se tallensi aurinkokeilan auringossa ja superauringon soihdut etäisistä neutronitähdistä. Ulysses lensi jopa komeetta Hyakutaken hännän läpi, odottamaton kohtaus, joka ilahdutti tähtitieteilijöitä.
Operaation piti päättyä vuonna 1995, mutta Ulysses oli liian onnistunut lopettamaan. NASA ja ESA ovat myöntäneet kolme pidennystä, viimeksi helmikuussa 2004. Ulyssesin on tarkoitus jatkaa toimintaansa vuoteen 2008, mikä on kolmetoista vuotta pidempi kuin alun perin suunniteltiin.
Ulyssesin jatkuva tehtävä, kuten ennenkin, on tutkia aurinkoa. Mutta tällä hetkellä Ulysses on kaukana tähdestämme. Sillä on kohtaaminen Jupiterin kanssa, joka tutkii jättiläinen planeetta ja sen magneettikenttä. Auringonvalo on siellä 25 kertaa heikompi kuin mitä meillä on kokemusta maan päällä, ja Ulysses on tulossa vaarallisesti kylmä.
1980-luvulla, kun Ulysses oli vielä maapallolla ja kokoonpanossa, operaation suunnittelijat tiesivät, että avaruusaluksen on sietävä joitain matalia lämpötiloja. Joten he asettavat kymmeniä lämmittimiä alukselle, kaikki virtansa radioisotooppisella termosähkögeneraattorilla tai ”RTG”. Nämä lämmittimet ovat pitäneet Ulysses mukavasti lämpimänä.
Mutta siinä on ongelma: RTG on hiipumassa.
"RTG: n tehonkulutus on laskenut avaruuteen aluksen laskemisen jälkeen", kertoo JPL: n Ulysses ESA: n avaruusaluksen operatiivisen johtajan Nigel Angold. RTG-teho häviää luonnollisesti sen radioaktiivisen lähteen rapistuessa. Se on odotetusti. Se mitä suunnittelijat eivät odottaneet, oli 13 vuoden lisäoperaatio.
”Kun Ulysses lanseerattiin vuonna 1990, RTG tuotti 285 wattia. Nyt se on vajaa 207 wattia - tuskin tarpeeksi virtaa tiedeinstrumenttien ja lämmittimien käyttämiseen samanaikaisesti ”, Angold huomauttaa.
Sisällä Ulysses lämpötila vaihtelee paikasta toiseen. "Monet tiedeinstrumentit ovat jo alle jäätymisen (0 ° C)", sanoo Ulyssesin lämpöinsinööri Fernando Castro. "Se on totta, koska ne voivat toimia matalassa lämpötilassa." Mutta polttoaineletkut ovat toinen asia. He leijuvat noin 3 astetta nollan yläpuolella, "ja jos ne jäätyvät, olemme pulassa."
Polttoaineletkut ovat kriittisiä tehtävän kannalta. He toimittavat hydratsiinipolttoaineen laivan kahdeksalle potkurille. Joka viikko maanpäälliköt ampuvat potkurit pitämään Ulyssesin radioantennin osoittaessa kohti maata. Työntövoimat eivät toimi, jos hydratsiini jäätyy. Ei työntövoimaa ei tarkoita viestintää. Tehtävä menetetään.
Noin kahdeksan metriä polttoainelinjaa käärme avaruusaluksen läpi. Jokainen käännös on mahdollinen kylmäkohta, paikka, jossa hydratsiini voi alkaa jähmettyä. "Jos hydratsiini jäätyy missä tahansa, en tiedä voimmeko turvallisesti sulattaa sen uudelleen", Castro huolestuttaa. Hydratsiinin sulaessa se laajenee, mahdollisesti tarpeeksi rikkoakseen polttoaineletkut. Ulysses-ponneaine hiilii turhaan avaruuteen.
Lämpötila missä tahansa pisteessä polttoainelinjoja pitkin on hämmentävän herkkä koskien avaruusaluksen tapahtumia. Tieteellisen instrumentin kytkeminen päälle "täällä" saattaa aiheuttaa chillin "siellä", koska se vie virran yhdestä lämmittimestä. Potkurin ampuminen, toisto tai tietojen tallennus: melkein mikä tahansa voisi häiritä Ulyssesin herkää lämpötasapainoa.
Yllä: Ulyssesin monimutkainen sisustus. Tummat lohkot ovat tiedeinstrumentteja ja muita laitteita. Polttoaineletkut, merkitty punaisella, sinisellä ja vihreällä, johtavat keskimääräisestä hydratsinesäiliöstä potkuriin. Napsauta tätä nähdäksesi alueet, jotka ovat alttiimpia jäätymiselle.
Jopa yksinkertainen avaruusaluksen viestin lähettäminen voi aiheuttaa ongelmia. Järjestelmäinsinööri Andy McGarry muistelee: ”Viime kuussa lähetimme uusia komentoja Ulyssesille, kun lämpötila alkoi laskea jopa 0,8 astetta C lähellä polttoainelinjoja. Olimme alle asteen hydratsiinin jäätymispisteestä - liian lähellä mukavuudelle. ”
Insinöörit keksivät ongelman nopeasti. "Kaikki Ulyssesin tiedeinstrumentit oli aktivoitu tutkimaan Jupiteriä", McGarry selittää, "ja tämä rajoitsi RTG: n rajaan." Ulyssesilla olisi vaikeuksia tukea vielä yhtä laitetta. Mutta kun maapallolta saapui signaali, toinen laite käynnistyi automaattisesti: dekooderi, joka muuntaa radiosignaalit binaarisiksi ja nollavirroiksi, jotka Ulyssesin tietokoneet ymmärtävät. "Dekooderi varasti virtaa lämmittimiltä."
Siitä lähtien maanpäälliköt ovat oppineet pitämään lähetykset Ulyssesille lyhyinä, joten lämpötila ei voi pudota kovin pitkälle.
Ulysses kääntyy pois Jupiterista ja suuntaa takaisin aurinkoon. Lopulta aurinkolämpö pitää hydratsiinin lämpimänä, ja aluksella olevat lämmittimet voidaan kytkeä pois päältä, "mutta sitä ei tapahdu ennen vuotta 2007", sanoo Angold. Samaan aikaan JPL: n insinöörit seuraavat jatkuvasti avaruusaluksia.
Missiotieteilijä Steve Suess NASA: n Marshall-avaruuslentokeskuksessa uskoo vaivan arvoisen. "Laajennettu tehtävä antaa meille mahdollisuuden oppia paljon enemmän auringosta." Erityisen kiinnostava on aurinkoenergian minimi. Aurinkoaktiivisuus vahautuu ja vähenee joka 11. vuosi, hän selittää. Ulysses tutki auringon hiljaista vaihetta, Solar Minimum, vuosina 1994 - 1995. Nyt Ulysses saa tehdä sen uudestaan. "Seuraava aurinkoenergian minimi on määrä saavuttaa noin vuonna 2006", sanoo Suess, "mutta se ei tule olemaan sama kuin ennen." Vuonna 2001 auringon magneettikenttä kääntyi. Pohjoinen napa siirtyi etelään ja päinvastoin. Magneettisesti ottaen aurinko on nyt ylösalaisin. Kuinka tämä vaikuttaa aurinkoenergian minimiin?
Ehkä Ulysses saa selville? ellei se ensin jäädy kuolemaan.
Alkuperäinen lähde: NASA Science Story
