W maju specjaliści z NASA przekazali, że sonda kosmiczna Voyager 1 wysyła niedokładne dane ze swojego systemu kontroli położenia. Odczyty z systemu AACS (attitude articulation and control system), który jest wykorzystywany przez Voyagera do orientacji w przestrzeni, wydają się nie pasować do tego, co robi statek. Zespół inżynierów misji przekopuje się przez mające dziesiątki lat instrukcje, schematy i procedury, by spróbować zorientować się, o co dokładnie może chodzić i jak naprawić usterkę.
Voyager 1, wraz ze swoim bliźniakiem Voyagerem 2, wystartował w 1977 roku z założeniem pięcioletniego okresu eksploatacji. Miał z bliska zbadać Jowisza, Saturna, Urana, Neptuna i ich księżyce. W 1989 roku, gdy sondy Voyager zakończyły swoją wycieczkę po planetach zewnętrznych Układu Słonecznego, rozpoczęły międzygwiezdną misję dotarcia do heliopauzy. 5 listopada 2018 roku sonda Voyager 2 przekroczyła zewnętrzną krawędź heliosfery - ochronny „bąbel” cząstek i pól magnetycznych wytwarzanych przez nasze Słońce. Na granicy heliosfery, zwanej heliopauzą, wiatr słoneczny wytraca swoją prędkość, a ciśnienie wiatrów galaktycznych zaczyna przeważać nad ciśnieniem wiatru słonecznego. Granica ta znajduje się około 18 miliardów kilometrów od Słońca. Sonda Voyager 1przekroczyłą granicę heliosfery i weszła w przestrzeń międzygwiezdną wcześniej, bo w 2012 roku.
Po prawie 45 latach spędzonych w kosmosie oba statki nadal funkcjonują. Voyager 1 obecnie znajduje się około 23 miliardy kilometrów od Ziemi i przesyła dane spoza Układu Słonecznego. - Nikt nie sądził, że będzie to trwało tak długo – mówi kierownik projektu misji Voyager Suzanne Dodd.
Voyager 1 został zaprojektowany i zbudowany we wczesnych latach 70-tych, co komplikuje wysiłki zmierzające do rozwiązania problemów statku kosmicznego.
Chociaż obecni inżynierowie Voyagera mają pewną dokumentację z tych wczesnych dni misji, to inne ważne dokumenty mogły zostać utracone lub zagubione. Podczas pierwszych 12 lat misji Voyager, tysiące inżynierów pracowało nad projektem. Jednak w tamtych latach nie było dużego nacisku na posiadanie biblioteki dokumentów projektowych, a inżynierowie często zabierali dokumenty do domów.
Zatem niektóre pudła z dokumentami i schematami są przechowywane poza terenem Jet Propulsion Laboratory, a Dodd i reszta osób obsługujących Voyagera może tylko prosić o dostęp do nich. - Uzyskanie tych informacji wymaga zorientowania się, kto pracował w tym obszarze przy projekcie - tłumaczy Dodd.
W przypadku ostatniej usterki Voyagera 1, inżynierowie misji musieli specjalnie szukać skrzynek opisanych nazwiskami inżynierów, którzy pomagali w projektowaniu systemu kontroli położenia. - To czasochłonny proces – zaznacza Dodd.
AACS ma fundamentalne znaczenie dla sondy, głównie dlatego, że utrzymuje antenę skierowaną dokładnie w kierunku Ziemi, umożliwiając przesyłanie danych telemetrycznych do domu. Jeśli przestanie działać, możemy już nie skontaktować się z Voyagerem 1.
Jak przyznali eksperci z NASA, wszystkie znaki sugerują, że AACS nadal działa, ale dane telemetryczne, które zwraca, są nieprawidłowe – nie odzwierciedlają faktycznego położenia statku. Wyglądają, jakby były generowane losowo. Co ciekawe, problem ten nie uruchomił pokładowych systemów ochrony przed usterkami, które mają na celu przełączenie statku w tryb awaryjny, w którym wykonywane są tylko niezbędne operacje, dając inżynierom czas na zdiagnozowanie problemu. Sygnał sondy Voyager 1 również nie osłabł, co sugeruje, że antena pozostaje w swojej zalecanej orientacji względem Ziemi.
Jak dotąd, inżynierowie Voyagera nie byli w stanie znaleźć przyczyny usterki, przede wszystkim dlatego, że nie byli w stanie zresetować systemu. Dodd i jej zespół uważają, że jest to spowodowane starzeniem się komponentów sondy. 45 lat w środowisku o wysokim promieniowaniu może nadwyrężyć każdy sprzęt. - Nic nie działa wiecznie – powiedziała Dodd.
Pomimo problemów z orientacją statku kosmicznego, nadal odbiera on i wykonuje polecenia z Ziemi, a jego antena jest nadal skierowana w naszą stronę. - Nie zauważyliśmy żadnego pogorszenia siły sygnału - mówi Dodd.
Specjaliści z NASA nie wiedzą, z jakiego rodzaju problemem mają do czynienia. Być może nieprawidłowe dane pochodzą z innego systemu zaangażowanego w tworzenie i wysyłanie danych telemetrycznych. Dopóki istota problemu nie zostanie rozpoznana, nie da się przewidzieć, czy może to wpłynąć na dalsze losy sondy. Jeśli źródło usterki zostanie zidentyfikowane, inżynierowie mogą rozwiązać problem poprzez zmiany w oprogramowaniu lub potencjalnie poprzez użycie innego sprzętu znajdującego się na pokładzie statku.
W ramach planu zarządzania energią w sondzie, inżynierowie w ostatnich latach wyłączyli systemy nietechniczne, takie jak grzejniki instrumentów naukowych. Mają nadzieję, że dzięki temu uda się utrzymać działanie Voyagera 1 do 2030 roku.
Od odkrycia nieznanych księżyców i pierścieni do pierwszych bezpośrednich dowodów na istnienie heliopauzy, misja Voyager pomogła naukowcom zrozumieć kosmos.
- Chcemy, aby misja trwała jak najdłużej, ponieważ przesyłane dane naukowe są bardzo cenne - wyjaśnia Dodd.
Źródło: Science Alert, fot. NASA/ JPL/ Caltech
