Kép jóváírása: NASA
A mély hely hideg. Nagyon hideg. Ez egy probléma - különösen, ha egy régi űrhajón repülsz. És a tápegységei csökkennek. És az üzemanyagvezetékek bármikor lefagyhatnak. Ó, és mellesleg, még tizenhárom évet kell repülned.
Úgy hangzik, mint egy tudományos fantasztikus thriller, de valójában ez történik a NASA / Európai Űrügynökség Ulysses űrhajójával.
Az Ulysses-t 1990-ben indították egy ötéves küldetésen, hogy megvizsgálják a napot. A kézműves új adatokat gyűjtött a napszél sebességéről és irányáról. Felfedezte a nap mágneses mezőjének 3D-s alakját. Napenergiás fáklyákat rögzített a napon, és távoli neutroncsillagok szuper-napenergia fáklyáit. Ulysses még a Hyakutake üstökös farkán át repült, ez egy váratlan esemény, amely örömmel tette a csillagászokat.
A missziónak 1995-ben kellett volna véget érnie, ám Ulysses túl sikeres volt a kilépéshez. A NASA és az ESA három meghosszabbítást adtak, legutóbb 2004. februárban. Ulysses várhatóan 2008-ig folytatódik, tizenhárom évvel hosszabb ideig, mint az eredetileg tervezték.
Ulysses kibővített küldetése, mint korábban, a nap tanulmányozása. De jelenleg Ulysses messze van a csillagunktól. Találkozás van Jupiterrel, az óriás bolygó és annak mágneses mezőjének tanulmányozása. A napfény 25-szer kevésbé olyan intenzív, mint amit a Földön tapasztalunk, és Ulysses veszélyesen hideg lesz.
Az 1980-as években, amikor Ulysses még mindig a Földön volt és összeszerelték, a missziótervezők tudták, hogy az űrhajónak alacsony hőmérsékletet kell viselnie. Így tucatnyi fűtőkészüléket helyeztek a fedélzetre, mindezt egy radioizotóp termoelektromos generátorral vagy “RTG” -vel. Ezek a melegítők kényelmesen melegen tartják az Ulysses-t.
De van egy probléma: az RTG halványul.
„Az RTG energiateljesítménye az űrhajó bevezetése óta csökken,” mondja Nigel Angold, a JPL Ulysses ESA űrhajó-üzemeltetési igazgatója. Az RTG-teljesítmény természetesen elhalványul, mivel radioaktív forrása lebomlik. A várakozások szerint. Amit a tervezők nem számítottak, a 13 éves extra művelet volt.
„Az Ulysses 1990-es bevezetésekor az RTG 285 wattot termelt. Most már 207 wattra csökken - elegendő energia ahhoz, hogy a tudományos műszereket és a fűtőberendezéseket egyszerre működtessék ”- jegyzi meg Angold.
Ulysses belsejében a hőmérséklet helyről-másikra változik. "Sok tudományos műszer már fagypont alatt van (0 ° C)" - mondja Ulysses hőmérnök, Fernando Castro. "Ez rendben van, mert alacsony hőmérsékleten működhetnek." De az üzemanyagvezetékek más kérdés. Körülbelül 3 fokkal lebegnek a nulla felett, "és ha lefagynak, bajban vagyunk."
Az üzemanyag-vezetékek kritikusak a küldetés szempontjából. Hidrazin-hajtóanyagot szállítanak a hajó nyolc tolóerőjéhez. Körülbelül minden héten a földi irányítók tüzelik a tolóerőket, hogy Ulysses rádióantennája a Föld felé tartson. A nyomógombok nem működnek, ha a hidrazin lefagy. Nincs tolóerő azt jelenti, hogy nincs kommunikáció. A küldetés elveszne.
Körülbelül nyolc méter üzemanyagcső kígyózik az űrhajón. Minden fordulat lehetséges hideg folt, ahol a hidrazin megszilárdulni kezd. "Ha a hidrazin bárhol lefagy, nem tudom, tudjuk-e biztonságosan újra felolvasztani" - aggódik Castro. A hidrazin felolvadásakor megnő, valószínűleg elegendő ahhoz, hogy az üzemanyagvezetékeket megszakítsa. Az Ulysses hajtóanyaga feleslegesen porlasztódik az űrbe.
A hőmérséklet az üzemanyag-vezetékek bármely pontján meglepően érzékeny az űrhajó másutt zajló eseményeire. A tudományos műszer „itt” bekapcsolása hűtést okozhat „ott”, mert az energiát távolítja el az egyik melegítőtől. Légzőgép tüzelése, lejátszása vagy adatok rögzítése: szinte bármi megzavarhatja Ulysses finom hőegyensúlyát.
Fent: Ulysses bonyolult belső tere. A sötét blokkok tudományos műszerek és egyéb eszközök. A vörös, kék és zöld jelöléssel ellátott üzemanyag-vezetékek egy központi hidrazin-tartályból vezetnek a tolóerőkhöz. Ide kattintva megtekintheti a fagyás szempontjából leginkább veszélyeztetett területeket.
Még az űrhajó üzenetküldésének egyszerű cselekedete is problémákat okozhat. A rendszermérnök Andy McGarry emlékeztet: „A múlt hónapban új parancsokat küldtünk Ulysses-nek, amikor a hőmérséklet kezdett csökkenni, akár 0,8 ° C-ra az üzemanyagvezetékek közelében. Kevesebb, mint egy fokkal voltunk a hidrazin fagypontjától - túl közel a kényelemhez. ”
A mérnökök gyorsan kitalálták a problémát. „Ulysses összes tudományos műszerét aktiválták a Jupiter tanulmányozásához - magyarázza McGarry -, és ez az RTG-t a végére szorította.” Ulyssesnek még egy eszköz támogatása is gondot okozna. Amikor a Földtől érkezett jel, egy másik készülék automatikusan bekapcsol: a dekóder, amely a rádiójeleket bináris és nullákká alakítja az Ulysses számítógépei számára. "A dekóder ellopta az energiát a melegítőktől."
Azóta a földi vezérlők megtanultak rövid ideig tartani az Ulysses felé történő átvitelt, így a hőmérséklet nem eshet túl messzire.
Ulysses hamarosan elfordul Jupitertől és visszamegy a nap felé. Végül a napenergiával történő melegítés melegen tartja a hidrazint, és a fedélzeti fűtőberendezések kikapcsolhatók, „de ez csak 2007-ig fog megtörténni” - mondja Angold. Eközben a JPL mérnökei folyamatosan figyelik az űrhajót.
Steve Suess missziós tudós a NASA Marshall űrrepülési központjában úgy véli, hogy megéri az erőfeszítés. "A kibővített küldetés lehetőséget ad nekünk, hogy sokkal többet megtudjunk a napról." Különös érdeklődésre számít a Solar Minimum. A napelemes aktivitás 11 évente növekszik és csökken, magyarázza. Ulysses 1994 és 1995 között tanulmányozta a nap csendes fázisát, a Solar Minimum-t. Most Ulysses újra meg fogja tenni. "A következő napenergia-minimum 2006 körül esedékes" - mondja Suess -, de ez nem lesz olyan, mint korábban. " 2001-ben a nap mágneses tere megfordult. Az északi sark dél felé tolódott, és fordítva. Mágnesesen szólva a nap most fejjel lefelé van. Hogyan befolyásolja ez a Solar Minimumot?
Talán Ulysses megtudja? ha előbb nem fagy le halálra.
Eredeti forrás: NASA Science Story
