Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики – The Universe Times | 20.07.2019

Scroll to top

Top

Один комментарий

Планы по продлению миссии "Вояджеров"

Планы по продлению миссии “Вояджеров”

Благодаря тщательному планированию и творческому подходу инженеры НАСА смогли сохранять жизнеспособность космических аппаратов “Вояджер-1” и “Вояджер-2” в течение почти сорока двух лет. Это намного дольше любой другой космической миссии в истории освоения вселенной. Чтобы гарантировать то, что эти старинные автоматические аппараты продолжают передавать на Землю максимально правдоподобные научные данные с границ Солнечной системы, инженеры миссии разработали новый план по управлению ими. И это будет сложный выбор, особенно в отношении дальнейшей работы научных инструментов и двигательной установки.

Одна из ключевых проблем заключается в том, что оба “Вояджера”, запущенные в 1977 году, обладают всё меньшим и меньшим количеством энергии, доступной для запуска своих научных инструментов и нагревателей, которые держат их в нужной температуре в холодном глубоком космосе. Инженеры должны были решить, какие блоки будут продолжать получать питание, а какие должны быть отключены на обоих космических аппаратах. Но эти решения должны быть приняты сначала для “Вояджера-2”, а потом и для “Вояджера-1”, потому что у него есть ещё один научный инструмент, собирающий данные и потребляющий энергию.

Вояджер CRS

Компьютерная модель одного из “Вояджеров”, на которой отмечена система детектора космических лучей CRS. Источник: NASA/JPL-Caltech

После бурных обсуждений с научной группой руководители миссии недавно отключили нагреватель детектора космических лучей CRS на “Вояджере-2”. Сделано это было как раз в рамках нового плана управления питанием. Это инструмент сыграл решающую роль в ноябре прошлого года в определении того, что аппарат вышел за пределы гелиосферы – защитного “пузыря” , созданного постоянным оттоком (или ветром) ионизированных частиц от Солнца. С тех пор обе космические станции присылают информацию о том, как наша гелиосфера взаимодействует с ветром, присутствующем в межзвёздном пространстве.

Результаты миссии “Вояджеров” не только предоставляют возможность человечеству наблюдать за действительно неизведанной областью, но и помогают нам понять саму природу энергии и излучения в космосе – ключевую информацию для защиты как автоматических, так и пилотируемых миссий, даже если они действуют существенно ближе к нашему общему “дому”.

Инженеры миссии предварительно подтверждают, что прибор CRS всё ещё возвращает данные, несмотря на падение его температуры до минус 59 градусов Цельсия. Это ниже, чем температура, при которой CRS был протестирован более сорока лет назад (тогда минимальная температура составляла минус 45 градусов по Цельсию). Например, другой прибор “Вояджера” продолжал функционировать в течение многих лет после того, как его температура упала ниже значений при испытаниях.

“Это невероятно, что инструменты “Вояджеров” оказались настолько выносливыми. Мы гордимся тем, что они выдержали испытание временем. Долгий срок службы космического аппарата означает, что сейчас мы работаем по сценарию, с которым никогда не думали, что столкнемся. Мы будем продолжать изучать все возможные варианты продления срока существования, чтобы аппараты продолжали научные открытия”, – руководитель проекта “Вояджер” Сюзанна Додд, в Лаборатории реактивного движения.

“Вояджер-2” продолжает передавать данные с помощью пяти приборов, одновременно путешествуя в межзвёздном пространстве. В дополнение к прибору CRS, который обнаруживает быстро движущиеся частицы, происходящие как от Солнца, так и от источников за пределами Солнечной системы, космический аппарат использует два инструмента, предназначенные для изучения плазмы (газ, в котором атомы ионизированы, а электроны свободно плавают) и магнитометр (который измеряет магнитные поля) для понимания разреженных облаков вещества в межзвёздном пространстве.

Принимая информацию по разным направлениям, детектор заряженных частиц низких энергий особенно полезен для изучения зоны перехода из нашей гелиосферы. Поскольку CRS может смотреть только в определенных фиксированных направлениях, научная команда миссии решила сначала отключить нагреватель именно CRS.

“Вояджер-1”, который пересёк межзвёздное пространство в августе 2012 года, продолжает собирать данные от своего прибора поиска космических лучей, а также с одного анализатора плазмы, магнитометра и детектора заряженных частиц низких энергий.

Зачем выключать источники тепла?

Два аппарата были запущены отдельно друг от друга ещё в 1977 году. Сейчас они находятся на расстоянии более 18 миллиардов километров от Солнца, и это очень далеко от солнечного тепла. Инженеры должны тщательно контролировать температуру на обоих космических аппаратах, чтобы они продолжали работать. Например, если бы топливопроводы, питающие двигатели, которые позволяют сохранять ориентацию в пространстве, замерзли, антенны “Вояджеров” могли бы перестать смотреть на Землю. Это помешало бы инженерам посылать команды на космические аппараты или получать научные данные. Именно поэтому и необходима система терморегулирования.

Но работа обогревателей и самих приборов требует энергии, которая постоянно уменьшается на обоих “Вояджерах”.

Каждый из зондов питается от трёх радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГ), которые производят тепло за счет естественного распада радиоизотопов плутония-238 и преобразуют это тепло в электрическую энергию. Поскольку тепловая энергия плутония в генераторах снижается, а их внутренняя эффективность со временем уменьшается, каждый космический аппарат производит примерно на 4 ватта меньше электроэнергии каждый год. Это означает, что генераторы производят примерно на 40% меньше энергии, чем это было при запуске почти 42 года назад. Именно из-за этого ограничено количество систем, которые могут работать на космических аппаратах.

В новом плане управления электропитанием миссии рассматривается несколько вариантов решения проблемы уменьшения энергоснабжения обоих космических аппаратов. Сюда входит и отключение других нагревателей приборов в течение следующих нескольких лет.

Повышение эффективности старой двигательной установки

Еще одна проблема, с которой столкнулись инженеры – управление деградацией двигателей космических аппаратов, которые работают посредством крошечных импульсов, чтобы точно выставить ориентацию в пространстве. Это стало проблемой в 2017 году, когда команда управления миссии заметила, что двигатели коррекции и стабилизации на “Вояджере-1” совершали больше включений для того, чтобы антенна космического аппарата была направлена на Землю. Чтобы убедиться, что он может продолжать поддерживать правильную ориентацию, команда запустила ещё один блок двигателей, который не использовался в течение 37 лет.

Двигатели на “Вояджере-2” также начали деградировать. Поэтому руководители миссии решили провести ту же самую операцию по включению старых двигателей. Произойти это должно уже в июле 2019 года. Последний раз “Вояджер-2” использовал эти двигатели во время встречи с Нептуном в 1989 году.

Сколько осталось до конца?

План инженеров по управлению энергией и деградацией блоков аппаратов должен гарантировать, что “Вояджеры” смогут продолжать собирать данные о межзвёздном пространстве в течение ещё нескольких лет. Данные аппаратов продолжают показывать учёным невиданные ранее наблюдения границы Солнечной системы и межзвёздного пространства, дополняя данные миссии IBEX, которая дистанционно зондирует эту границу. НАСА также готовит межзвёздный картографический зонд IMAP, который должен быть запущен в 2024 году, чтобы извлечь максимальную выгоду из наблюдений “Вояджеров”.

“Оба зонда исследуют области, которые никогда раньше не посещались, поэтому каждый день является для нас открытием”, – главный учёный проекта Эд Стоун в Калифорнийском технологическом институте.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Comments

  1. Владимир Веселый

    Уникальные для науки события и факты об окружающем пространстве нашу Землю, далее за пределами системы в сторону межзвёздного мира, нам необходимо знать о том что там, что есть между галактиками,а также из чего оно состоит. Причина пульсации пространства к окраине и обратно. Почему чёрные дыры собирают материю в мироздании и для чего они её накапливают, сжимая, до громадных значений, не излучают энергию силового,видимого спектра, но обладают громадной энергетической мощью притяжения.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google