Veliki prasak u dubokom svemiru: NASA gasi instrumente na Vojadžeru da bi spasila misiju

Vojadžer 1, najudaljenija letelica od naše planete, isključila je još jedan naučni instrument dok istražuje nepoznati međuzvezdani prostor – potez koji bi mogao da kupi vreme za ambiciozni pokušaj produženja impresivnog životnog veka sonde.

NASA je 17. aprila poslala komandu da deaktivira eksperiment sa niskoenergetskim naelektrisanim česticama, ili LECP, letelice, u nadi da će uštedeti energiju dok se „Vojadžer 1“ svakim danom sve više udaljava od Zemlje. Isti instrument, koji meri strukturu prostora između zvezda, isključen je na blizancu „Vojadžera 1“, „Vojadžeru 2“, u martu 2025. godine.

Ruski naučnik: Astronauti nikada neće leteti na Veneru, uslovi su nepodnošljivi

Medicinski protokoli u orbiti: Kako se rešavaju hitni slučajevi u svemiru

Sonde su lansirane u razmaku od nekoliko nedelja 1977. godine, svaka opremljena sa 10 naučnih instrumenata namenjenih da pomognu u njihovim preletima Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna. „Vojadžer 1“ je trenutno udaljen oko 25,40 milijardi kilometara od Zemlje, dok je „Vojadžer 2“ udaljen otprilike 21,35 milijardi kilometara.

Oni su jedine aktivne letelice izvan heliosfere, sunčevog mehura magnetnih polja i čestica koji se proteže daleko izvan orbite Plutona. Održavanje sondi u radu mnogo duže od njihovog očekivanog životnog veka od pet godina značilo je gašenje različitih instrumenata tokom vremena kako bi se sačuvalo ograničeno napajanje svake letelice.

„Iako je gašenje naučnog instrumenta iznuđen potez, to je najbolja dostupna opcija“, objašnjava Karim Badarudin, rukovodilac misije „Vojadžer“ u Nasinoj Laboratoriji za mlazni pogon u Pasadeni.

„'Vojadžer 1' još uvek ima dva preostala operativna naučna instrumenta – jedan koji sluša plazma talase i jedan koji meri magnetna polja. Oni i dalje odlično rade, šaljući podatke iz regiona svemira koji nijedna druga letelica koju je napravio čovek nikada nije istražila. Tim ostaje fokusiran na to da oba Vojadžera rade što je duže moguće.“

Tri funkcionalna naučna instrumenta su ostala na „Vojadžeru 2“.

Inženjeri se nadaju da će najnoviji potez žrtvovanja održati „Vojadžer 1“ u funkciji dovoljno dugo da tim potencijalno uvede nadogradnju, nazvanu „Veliki prasak“, koja bi mogla da omogući rekordnoj sondi da nastavi istraživanje dublje u svemir – i možda čak ponovo pokrene neke od svojih naučnih instrumenata.

Priprema za "Veliki prasak"

Obe „Vojadžer“ sonde rade na radioizotopskim termoelektričnim generatorima, odnosno uređajima koji pretvaraju toplotu koju proizvodi raspadajući plutonijum u električnu energiju. Od kada su sonde počele da lete pre skoro pola veka, gube procenjenih četiri vata snage godišnje.

Upravljanje sporim, ali stalnim odlivom energije primorava inženjere na čin balansiranja sa visokim ulozima. Isključivanje instrumenata i grejača na ledenim temperaturama međuzvezdanog prostora rizikuje da sonde budu nepopravljivo ohlađene. Ako se cevi za gorivo zamrznu, letelica bi izgubila mogućnost da drži svoje antene usmerene ka Zemlji, a timovi Nase bi izgubili kontakt sa njima – što bi okončalo misije.

Inženjeri veruju da će zatvaranje većeg dela eksperimenta sa niskoenergetskim naelektrisanim česticama omogućiti „Vojadžeru 1“ da nastavi da leti sa dva funkcionalna instrumenta oko godinu dana. Produženje trajanja misije za toliko dugo moglo bi obezbediti da sonda preživi do 50. godišnjice, roka koji postavlja temelje za jedan od najpreduzimljivijih koraka tima do sada.

Tim će pokušati da napravi veliku zamenu na „Vojadžer“ sondama, isključujući neke uređaje za napajanje i uključujući alternative koje troše manje energije – održavajući tu ravnotežu između održavanja svake letelice toplom, a istovremeno nastavljajući da prikuplja naučne podatke.

Ovaj „Veliki prasak“ bi se dogodio odjednom, za jednu svemirsku letelicu u isto vreme. „Vojadžer 2“, koji ima malo veću snagu i relativno je bliži Zemlji, u početku će služiti kao test subjekt tokom maja i juna.

Ako operacija bude uspešna na „Vojadžeru 2“, tim će pokušati isti manevar na „Vojadžeru 1“ u julu – i ako to uspe, eksperiment sa naelektrisanim česticama niske energije može dobiti drugu šansu da nastavi svoje ključno prikupljanje podataka u međuzvezdanom prostoru.

„Sa LECP-om smo otkrili svojstva i efekte kosmičkih zraka i solarnih čestica i 'osetili' promene u regionu oko nas koje su odredile kada je 'Vojadžer' prešao iz Sunčevog sistema u međuzvezdani prostor“, naveo je Met Hil, glavni istraživač instrumenta u Laboratoriji za primenjenu fiziku Džons Hopkins u izjavi za CNN.

„Nadamo se da će najnoviji plan inženjera 'Vojadžera' moći ponovo da pokrene LECP na Vojadžeru 1, kako bismo mogli da nastavimo da učimo kakva god iznenađenja čekaju sonde u ovim udaljenim regionima svemira“, dodao je. „Imaju dobar ugled u tome što, čini se, čine čuda koja iscrpljuju preostale zalihe energije, ali će se ovaj niz na kraju završiti.“

Neočekivani pad snage

Tokom planiranog manevra okretanja 27. februara, tim misije je primetio da je nivo snage „Vojadžera 1“ neočekivano opao. Letelica rutinski izvodi takve manevre kako bi kalibrisala svoj magnetometarski instrument, koji meri magnetna polja i okruženja u međuzvezdanom prostoru.

Ukoliko bi nivo snage sonde pao još niže, takav pad bi pokrenuo autonomni sistem zaštite od kvara koji se naziva sistem zaštite od niskog napona. Sistem bi isključio komponente na „Vojadžeru“, a oporavak svega što je isključeno tokom automatskog procesa zahtevao bi dugotrajan i rizičan napor inženjera na zemlji.

Ruski naučnik: Tehnologija nije spremna za život na Marsu

„Zaštitu od kvara smatram sigurnosnom mrežom kao za umetnika na trapezu – ona postoji, ali umetnik zapravo nikada ne bi trebalo da pusti trapez“, figurativno objašnjava Badarudin. „Zaštita od kvara stavlja letelicu u bezbedno stanje, ali moramo se oporaviti od toga i 'vratiti se na trapez'.“

Zaštita od kvara takođe privremeno zaustavlja svaki prenos naučnih podataka sa „Vojadžera“ na Zemlju i dodaje rizik da se naučni instrumenti možda neće pravilno ponovo uključiti, napominje Badarudin.

Inženjeri misije bili su spremni da deluju i konsultovali su listu koju su sastavili zajedno sa naučnim timom godinama ranije o redosledu kojim su želeli da isključe različite instrumente, istovremeno osiguravajući da „Vojadžer 1“ i dalje može da izvrši održivu naučnu misiju.

Eksperiment sa naelektrisanim česticama niske energije bio je na vrhu liste. Skoro 49 godina, instrument je merio naelektrisane čestice poput jona, elektrona i kosmičkih zraka koje dolaze iz našeg Sunčevog sistema, kao i iz galaksije Mlečni put u širem smislu. Merenja su pružila neviđene podatke o regionima različite gustine izvan heliosfere.

Podsistemi instrumenta uključuju teleskop i analizator magnetosferskih čestica, koji imaju pogled od 360 stepeni, zahvaljujući rotirajućoj platformi koju pokreće steper motor.

Taj mali motor, koji koristi samo 0,5 vati, ostaće uključen – što znači da bi sam instrument mogao biti oživljen u budućnosti ako bude dovoljno snage.

Na Zemlji, steper motor je testiran na oko 250.000 koraka, dovoljno da radi tokom preleta „Vojadžera 1“ oko Jupitera i Saturna tokom četiri godine.

„Steper je radio besprekorno skoro 49 godina i preko 8,5 miliona koraka“, kaže Stamatios Krimigis, glavni istraživač instrumenta u Laboratoriji za primenjenu fiziku Džons Hopkins. 

„I, neverovatno, nastavio je da korača nakon što smo isključili dodatni grejač LECP da bismo uštedeli energiju, a njegova temperatura je pala na – 62 stepena Celzijusa. Ovo je materijal od kojeg su napravljeni snovi!“

Savremena fizika donosi odgovor na najstarije pitanje: Kako je moguće da ni iz čega nastane nešto?

Od vuka do ljubimca: Kako je pripitomljavanje uticalo na smanjenje psećeg mozga sa naučnog aspekta