Obrazový kredit: NASA
Hlboký priestor je studený. Veľmi chladno. To je problém - najmä ak letíte v starej vesmírnej lodi. A vaše napájacie zdroje sa strácajú. A palivové potrubia mohli kedykoľvek zamrznúť. Jo, a mimochodom, musíte ešte trvať ďalších trinásť rokov.
Znie to ako thriller pre sci-fi, ale to sa naozaj deje vesmírnej lodi NASA / Európska vesmírna agentúra Ulysses.
Ulysses bol zahájený v roku 1990 na päťročnej misii na štúdium slnka. Plavidlo zhromaždilo nové údaje o rýchlosti a smere slnečného vetra. Objavil 3D tvar slnečného magnetického poľa. Zaznamenávala slnečné erupcie na slnku a super solárne erupcie od vzdialených neutrónových hviezd. Ulysses dokonca letel cez chvost komety Hyakutake, nečakané stretnutie, ktoré potešilo astronómov.
Misia mala byť ukončená v roku 1995, ale Ulysses bol príliš úspešný na to, aby skončil. NASA a ESA udelili tri rozšírenia, naposledy vo februári 2004. Ulysses je naplánovaný tak, aby pokračoval až do roku 2008, o trinásť rokov dlhšie, ako sa pôvodne plánovalo.
Ulyssesovou ďalšou úlohou, tak ako predtým, je študovať slnko. Ale momentálne je Ulysses vzdialený od našej hviezdy. Stretáva sa s Jupiterom, študuje obrovskú planétu a jej magnetické pole. Slnečné svetlo vonku je 25-krát menej intenzívne ako to, čo zažívame na Zemi, a Ulysses je nebezpečne chladný.
V osemdesiatych rokoch, keď bol Ulysses stále na Zemi a bol zostavený, plánovači misií vedeli, že kozmická loď bude musieť vydržať nejaké nízke teploty. Na palubu tak umiestnili desiatky ohrievačov, všetky poháňané termoelektrickým generátorom rádioizotopu alebo „RTG“. Tieto ohrievače udržiavali Ulysses pohodlne v teple.
Je tu však problém: RTG slabne.
„Od spustenia kozmickej lode výkon RTG klesá,“ hovorí Nigel Angold, manažér vesmírnych operácií ESA Ulysses v spoločnosti JPL. Energia RTG s pribúdajúcim rádioaktívnym zdrojom prirodzene mizne. To je podľa očakávania. Plánovači neočakávali 13 rokov ďalších operácií.
„Keď bol Ulysses uvedený na trh v roku 1990, RTG vyrobil 285 wattov. Teraz je to len 207 wattov - sotva dostatok energie na súčasné spustenie vedeckých nástrojov a ohrievačov, “poznamenáva Angold.
Vo vnútri Ulysses sa teplota líši od miesta k miestu. „Mnoho vedeckých nástrojov je už pod bodom mrazu (0 ° C),“ hovorí tepelný inžinier Ulysses Fernando Castro. "To je v poriadku, pretože môžu pracovať pri nízkej teplote." Ale palivové potrubia sú inou záležitosťou. Vznášajú sa okolo 3 stupňov nad nulou, „a ak zamrznú, máme problémy.“
Palivové potrubia sú pre misiu kritické. Dodávajú pohonnú látku hydrazínu do ôsmich lodných pohonných jednotiek. Približne každý týždeň vypaľujú pozemné ovládače trysky, aby udržali Ulyssesovu rádiovú anténu nasmerovanú na Zem. Ak hydrazín zamrzne, trysky nebudú fungovať. Žiadne trysky znamenajú žiadnu komunikáciu. Misia by sa stratila.
Cez vesmírnu loď sa hadí asi osem metrov palivového potrubia. Každý zákrut a zákruta je možné chladné miesto, miesto, kde hydrazín môže začať tuhnúť. "Ak hydrazín niekde zamrzne, neviem, či ho môžeme znova bezpečne rozmraziť," obáva sa Castro. Keď hydrazín zahreje, rozširuje sa, možno dosť na to, aby praskol palivové vedenie. Ulyssesov pohon by zbytočne vplazil do vesmíru.
Teplota v ktoromkoľvek bode pozdĺž palivových vedení je ohromne citlivá na to, čo sa deje inde v kozmickej lodi. Zapnutie vedeckého nástroja „tu“ by mohlo spôsobiť „chlad tam“, pretože to odoberá energiu jednému z ohrievačov. Vystrelil raketu, prehrával alebo zaznamenával údaje: takmer všetko mohlo narušiť krehkú tepelnú rovnováhu Ulysses.
Hore: Komplikovaný interiér Ulysses. Temné bloky sú vedecké nástroje a iné zariadenia. Palivové vedenia, označené červenou, modrou a zelenou, vedú z centrálnej nádrže s hydrazínom k tryskám. Kliknutím sem zobrazíte oblasti, ktoré sú najviac ohrozené mrazom.
Problémy môže spôsobiť aj samotný akt odoslania kozmickej lode. Systémový inžinier Andy McGarry pripomína: „minulý mesiac sme poslali Ulyssesovi nejaké nové príkazy, keď teplota začala klesať, až 0,8 ° C blízko palivových potrubí. Boli sme menej ako jeden stupeň od bodu mrazu hydrazínu - príliš blízko na pohodlie. “
Inžinieri rýchlo prišli na problém. "Všetky vedecké nástroje Ulysses boli aktivované na štúdium Jupitera," vysvetľuje McGarry, "a to viedlo k obmedzeniu RTG na jeho hranicu." Ulysses by mal problémy s podporou ešte jedného zariadenia. Keď však prišiel signál zo Zeme, automaticky sa zaplo ďalšie zariadenie: dekodér, ktorý prevádza rádiové signály do prúdu binárnych a núl, ktorým rozumejú počítače Ulyssesovej. "Dekodér ukradol energiu z ohrievačov."
Odvtedy sa pozemné ovládače naučili udržiavať svoje prenosy na Ulysses krátke, takže teplota nemôže veľmi klesnúť.
Ulysses sa chystá odvrátiť od Jupitera a vrátiť sa späť k slnku. Solárne vykurovanie nakoniec hydrazín udržiava v teple a palubné ohrievače možno vypnúť, „ale to sa nestane až do roku 2007,“ hovorí Angold. Medzitým technici JPL neustále sledujú kozmickú loď.
Vedec misie Steve Suess v Marshall Space Flight Center NASA verí, že to stojí za námahu. "Rozšírená misia nám dáva šancu dozvedieť sa viac o slnku." Mimoriadny význam má solárne minimum. Vysvetľuje, že slnečné aktivity voskujú a miznú každých 11 rokov. Ulysses študoval v rokoch 1994 až 1995 tichú fázu slnka, Solar Minimum. Teraz to Ulysses začne robiť znova. „Budúce solárne minimum je naplánované na rok 2006,“ hovorí Suess, „ale nebude to rovnaké ako predtým.“ V roku 2001 sa slnečné magnetické pole prevrátilo. Severný pól sa posunul na juh a naopak. Magneticky povedané, slnko je teraz hore nohami. Ako to ovplyvní solárne minimum?
Možno to Ulysses zistí? ak najskôr nezmrzne.
Pôvodný zdroj: NASA Science Story
