Екипът на „Вояджър 1“ извърши трудно и опасно превключване на двигателите на сондата

Космическата сонда „Вояджър 1“ редовно включва двигателите си, за да поддържа антената си насочена към Земята, за да получава команди и да изпраща технически и научни данни. След 47 години пътуване в космоса обаче някои горивни тръби са се запушили.

Инженерите на мисията успешно отстраниха проблема и след внимателно планиране превключиха космическата сонда на друг комплект двигатели.

Сондата „Вояджър 1“ е оборудвана с три комплекта двигатели: два комплекта за регулиране на положението и един комплект за коригиране на траекторията. Тъй като „Вояджър 1“ следва неизменен път извън Слънчевата система, всеки от двата комплекта двигатели може да се използва за коригиране на положението на сондата.

Двигателите на сондата използват втечнен хидразин, който взаимодейства с катализатор, за да се превърне в газообразна форма и се освобождава на кратки импулси с продължителност десетки милисекунди. За да поддържат антената на „Вояджър 1“ насочена към Земята, двигателите трябва да произвеждат до 40 такива импулса на ден.

В продължение на 47 години в космоса тръбите, които отвеждат хидразина към катализаторните пластове постепенно се запушват със силициев диоксид – страничен продукт, който се появява с течение на времето в резултат на взаимодействието между горивото и гумените уплътнения в горивния резервоар. Запушването намалява ефективността на двигателите и произвежданата от тях тяга.

В началото на 2002 година инженерният екип на мисията, базиран в Лабораторията за реактивно движение на НАСА в Южна Калифорния забелязва, че някои горивни тръби в групата двигатели за ориентиране, използвани за насочване са запушени, затова екипът преминава към втора група. Когато през 2018 година и този клон показа признаци на запушване, екипът премина към двигателите за корекция на траекторията и оттогава използва тази група.

Сега се оказа, че тръбите на двигателите за корекция на траекторията са още по-запушени, отколкото тръбите на другите две групи. Там, където първоначално отворът на тръбата е бил с диаметър 0,25 mm, запушването го е намалило до 0,035 mm (около половината от дебелината на човешки косъм). В резултат на това екипът е трябвало да се върне към един от клоновете на двигателя за ориентация.

През 1980 година или дори през 2002 година превключването към друга група двигатели е било сравнително проста операция. Но възрастта на сондата донесе нови проблеми, свързани най-вече с мощността и температурата. Факт е, че всички незадължителни бордови системи, включително някои нагреватели бяха изключени, за да се намали електроенергията, генерирана от плутониевия реактор.

Температурата на изключените групи двигатели беше толкова ниска, че включването им можеше да доведе до непоправими повреди. Преди да се включат беше необходимо двигателите да се загреят, което наложи изключването на други консуматори. Изключването на един от все още работещите научни инструменти можеше да направи невъзможно повторното му включване.

След допълнително проучване и планиране инженерите стигнаха до заключението, че е безопасно да се изключи един от основните нагреватели на космическия кораб за период до един час, като се освободи достатъчно енергия за включване на нагревателите на двигателя.

Това проработи – превключването на групите двигатели беше успешно и „Вояджър 1“ отново е в състояние да коригира положението си спрямо Земята.

Космическият апарат „Вояджър 1“ изследва междузвездното пространство извън Слънчевата система. Учените и инженерите от мисията работят усилено, за да удължат максимално живота на сондите, но с всеки изминал път това става все по-трудно.

„Всички решения, които ще трябва да вземаме в бъдеще, ще изискват много повече анализ и предпазливост от всякога.“

казва ръководителят на проекта „Вояджър“ Сюзън Дод