Kreditna slika: NASA
Dubok prostor je hladan. Vrlo hladno. To je problem - posebno ako letite starim svemirskim brodom. I napajanje vam propada. A linije za gorivo mogle bi se u svakom trenutku zamrznuti. Oh, i usput, morate nastaviti letjeti još trinaest godina.
Zvuči kao triler znanstvene fantastike, ali to se zaista događa s NASA / Europskom svemirskom agencijom Ulysses.
Ulysses je lansiran 1990. godine na petogodišnju misiju proučavanja sunca. Obrt je prikupio nove podatke o brzini i smjeru solarnog vjetra. Otkrio je 3D oblik sunčevog magnetskog polja. Zabilježile su sunčeve bljeskove na suncu i super-solarne bljeskove udaljenih neutronskih zvijezda. Ulysses je čak letio kroz rep kometa Hyakutake, neočekivani susret koji je oduševio astronome.
Misija je trebala završiti 1995., ali Ulysses je bio previše uspješan da bi odustao. NASA i ESA odobrili su tri produljenja, posljednji put u veljači 2004. Predviđeno je da Ulysses nastavi do 2008. godine, trinaest godina duže od prvobitno planiranog.
Ulyssesova je proširena misija, kao i prije, proučavanje sunca. Ali trenutno je Ulysses daleko od naše zvijezde. Ima susret sa Jupiterom, proučavajući divovsku planetu i njeno magnetsko polje. Sunčeva svjetlost vani je 25 puta manje intenzivna od one koju doživljavamo na Zemlji, a Ulysses je sve hladniji.
Još 1980-ih, kada je Ulysses još bio na Zemlji i sastavljao se, planeri misije znali su da će svemirski brod morati podnijeti niske temperature. Tako su stavili desetke grijača na sve brodove, koje pokreće Radioizotopski termoelektrični generator ili RTG. Ovi grijači su održavali Ulysses ugodno toplim.
No, tu je problem: RTG blijedi.
„Izlazna snaga RTG-a opada od pokretanja svemirske letjelice“, kaže Nigel Angold, upravitelj operacija svemirskih letjelica Ulysses u JPL. Snaga RTG-a prirodno blijedi kad raspada njegov radioaktivni izvor. To je onako kako se i očekivalo. Ono što planeri nisu očekivali, bilo je 13 godina dodatnih operacija.
„Kada je 1990. predstavljen Ulysses, RTG je proizveo 285 vata. Sada je sniženo do 207 vata - jedva dovoljno snage da istovremeno pokreću naučne instrumente i grijače ", napominje Angold.
Unutar Ulysses-a temperatura varira od mjesta do mjesta. "Mnogi se znanstveni instrumenti već nalaze ispod temperature smrzavanja (0 C)", kaže Ulyssesov toplinski inženjer Fernando Castro. "To je u redu jer mogu raditi na niskoj temperaturi." Ali linije za gorivo su druga stvar. Lebde na oko 3 stupnja iznad nule, "a ako se smrznu, mi imamo problema."
Linija za gorivo kritična je za misiju. Isporučuju hidrazin pogonsko gorivo do osam potisnika broda. Svaki tjedan ili tako nešto, zemljani kontroleri aktiviraju potisnike da bi Ulyssesova radio-antena bila usmjerena prema Zemlji. Potisnici neće raditi ako hidrazin smrzne. Nema potiskivača ne znači komunikaciju. Misija bi bila izgubljena.
Oko osam metara gorivne zmije prolazilo je kroz svemirski brod. Svakim zaokretom moguće je hladno mjesto, mjesto gdje se hidrazin može početi ukrućivati. "Ako se hidrazin bilo gdje smrzne, ne znam možemo li ga ponovo sigurno odmrznuti", brine Castro. Kad hidrazin otapa, on se širi, što je možda dovoljno da pukne cijevi za gorivo. Pogonsko gorivo Ulyssa beskorisno bi se usredotočilo na svemir.
Temperatura u bilo kojoj točki duž linija za gorivo nevjerovatno je osjetljiva na ono što se događa drugdje u svemirskom brodu. Uključivanje znanstvenog instrumenta "ovdje" može prouzročiti hladnoću "tamo", jer vam oduzima struju jedan od grijača. Uključivanje potisnika, reprodukcija ili snimanje podataka: gotovo sve bi moglo uznemiriti osjetljivu toplinsku ravnotežu Ulyssa.
Iznad: Komplicirana unutrašnjost Ulyssa. Tamni blokovi su naučni instrumenti i drugi uređaji. Crte goriva, označene crvenom, plavom i zelenom bojom, vode iz središnjeg spremnika hidrazina do potisnika. Kliknite ovdje da biste pogledali područja najosjetljivija na smrzavanje.
Čak i jednostavan čin slanja poruke svemirskoj letjelici može stvoriti probleme. Sistemski inženjer Andy McGarry podsjeća: "prošlog mjeseca slali smo Ulyssesu neke nove naredbe kad je temperatura počela padati, čak 0,8 stupnjeva C u blizini linija za gorivo. Bili smo na manje stepeni od točke smrzavanja hidrazina - preblizu za udobnost. "
Inženjeri su brzo shvatili problem. "Svi Ulysssovi znanstveni instrumenti bili su aktivirani za proučavanje Jupitera", objašnjava McGarry, "i to je opterećivalo RTG do krajnjih granica." Ulysses bi imao poteškoće u održavanju još jednog uređaja. Ali kad je signal stigao sa Zemlje, automatski se uključio drugi uređaj: dekoder, koji radijske signale prevodi u tok binarnih signala i nula koje razumiju Ulyssesova računala. "Dekoder je krao snagu grijača."
Od tada su kontrolori tla naučili održavati svoje prijenose na Ulysses kratkim, tako da temperatura ne može pasti vrlo daleko.
Ulysses će se skrenuti s Jupitera i vratiti se prema suncu. Na kraju će solarno grijanje hidrazin održati toplim, a ugrađeni grijači mogu se isključiti, "ali to se neće dogoditi do 2007. godine", kaže Angold. U međuvremenu, inženjeri u JPL stalno nadgledaju svemirske letjelice.
Znanstvenik Misije Steve Suess iz NASA-inog centra za svemirske letjelice Marshall smatra da je vrijedno uložiti napor. "Proširena misija daje nam priliku da naučimo puno više o suncu." Posebni interes je Sunčev minimum. Solarna aktivnost opada i opada svakih 11 godina, objašnjava on. Ulysses je proučavao sunčevu tihu fazu, Sunčev minimum, između 1994. i 1995. Sada će Ulysses ponovno raditi. "Sljedeći solarni minimum treba doći oko 2006. godine," kaže Suess, „ali neće biti isti kao prije." Godine 2001. magnetsko polje sunca okrenulo se. Sjeverni pol pomaknuo se prema jugu i obrnuto. Magnetično gledano, sunce je sada naopako. Kako će to utjecati na solarni minimum?
Možda će Ulysses to otkriti? ako se prvo ne smrzne.
Izvorni izvor: NASA Science Story
