Специалисты NASA успешно решили проблему с двигателями космического аппарата Voyager 1. Из-за засорения топливных трубок эффективность их работы снизились, что усложнило поддержание связи с Землей.
Засорившиеся двигатели
Voyager 1 является самым далеким космическим аппаратом. За 47 лет полета он удалился от Солнца на расстояние в 164,6 а. е. (24,6 млрд км). Чтобы оставаться на связи с Землей, Voyager 1 необходимо удерживать свою антенну в правильном положении. Для этого его двигатели ежедневно выдают серию коротких импульсов длительностью в десятки миллисекунд. В качестве топлива используется гидразин, который превращается в газ и выпускается в виде струй, корректируя положение аппарата.
Оба зонда Voyager оснащены тремя наборами двигателей: парой наборов двигателей системы ориентации и одним набором двигателей коррекции траектории. Во время пролетов планет они использовались для разных целей. Но поскольку последние сорок лет Voyager 1 покидает Солнечную систему и движется по неизменной траектории, его потребности в двигателях сильно упростились. Для наведения аппарата на Землю можно использовать любой из наборов двигателей.
Еще в 2002 году инженеры заметили, что некоторые топливные трубки в двигателях системы ориентации Voyager 1 засорились диоксидом кремния. Это побочный продукт, который выделился с возрастом из резиновой мембраны в его топливном баке. В результате было принято решение переключить зонд на второй набор двигателей системы ориентации. Когда в 2018 году и он показал признаки засорения, команда переключилась на маневровые двигатели коррекции траектории.
К 2024 году топливные трубки маневровых двигателей тоже засорились, причем сильнее, чем трубки двигателей системы ориентации. Если первоначально их диаметр составлял 0,25 миллиметра, то в результате засорения он уменьшился до 0,035 мм, или примерно до половины ширины человеческого волоса. Это значительно уменьшило эффективность работы двигателей. В результате инженерам пришлось принять решение переключиться обратно на один из наборов двигателей системы ориентации.
Разогрев в межзвездном пространстве
Переключение на другие двигатели было бы относительно простой операцией в 1980-е или даже в 2002 году. Но с тех пор многое изменилось. Сейчас радиоизотопные генераторы (ритэги) Voyager 1 выдают намного меньше энергии, чем во время запуска миссии — и с каждым годом ее становится все меньше и меньше. Из-за этого инженерам пришлось отключить все несущественные системы, включая некоторые обогреватели.
Хотя эти меры позволили снизить энергопотребление, они также привели к тому, что космический корабль стал холоднее, и этот эффект усугубился выключением неосновных систем, которые вырабатывали тепло. В результате топливные трубки двигателей системы ориентации стали холодными. Включение в таком состоянии могло бы повредить их, сделав непригодными для использования.
Поэтому, инженеры приняли решение прогреть их перед включением. Но это породило новую проблему. Запас энергии у Voyager 1 настолько мал, что включение нагревателей потребовало бы отключения чего-то еще — а все, что работает в данный момент, считается необходимым.
Изучив вопрос, инженеры исключили возможность отключения одного из научных приборов на ограниченное время, поскольку существовал риск, что затем он не вернется в строй. Вместо этого было решено отключить один из основных нагревателей космического корабля на час, высвободив достаточно энергии для включения нагревателей двигателей. Это сработало. 27 августа инженеры подтвердили, что двигатели системы ориентации снова работают.
По оценкам экспертов, в запасе у Voyager остается еще несколько лет жизни. Как только выработка энергии ритэгами упадет ниже критического уровня, аппараты потеряют возможность поддерживать связь с Землей.
По материалам NASA
