Kujutise krediit: NASA
Sügavas ruumis on külm. Väga külm. See on probleem - eriti kui lendate vanas kosmoselaevas. Ja teie toiteallikad kaovad. Ja kütusevoolikud võivad igal hetkel külmuda. Oh, ja muide, peate lendama veel kolmteist aastat.
See kõlab nagu ulmetrilleri, kuid NASA / Euroopa Kosmoseagentuuri kosmoselaeva Ulyssesga juhtub see tõesti.
Ulysses käivitati 1990. aastal viieaastasele missioonile päikese uurimiseks. Käsitöö kogus uusi andmeid päikesetuule kiiruse ja suuna kohta. See avastas päikese magnetvälja 3D-kuju. See registreeris päikesesähvatusi ja kaugetest neutronitähtedest pärit super-päikesepiste. Ulysses lendas isegi läbi komeedi Hyakutake saba, see oli ootamatu kohtumine, mis rõõmustas astronoome.
Missioon pidi lõppema 1995. aastal, kuid Ulysses oli lahkumiseks liiga edukas. NASA ja ESA on andnud kolm pikendamist, viimati 2004. aasta veebruaris. Ulysses jätkub plaanipäraselt 2008. aastani, mis on kolmteist aastat algselt kavandatud.
Nagu varemgi, on Ulyssesi laiendatud missioon päikese uurimine. Kuid praegu on Ulysses meie tähest kaugel. See on kohtumine Jupiteriga, kes uurib hiiglaslikku planeeti ja selle magnetvälja. Päikesevalgus seal on 25 korda vähem intensiivne kui see, mida Maa peal kogeme, ja Ulysses läheb ohtlikult külma.
1980-ndatel, kui Ulysses oli veel Maal ja monteerimisel, teadsid missiooniplaneerijad, et kosmoselaev peab taluma mõnda madalat temperatuuri. Nii panevad nad pardale kümneid kütteseadmeid, mis kõik töötavad radioisotoopide termoelektrigeneraatori ehk “RTG” abil. Need kütteseadmed on hoidnud Ulysses mugavalt soojas.
Kuid seal on probleem: RTG hääbub.
"RTG võimsus on kosmoselaeva turule laskmisest alates langenud," ütles Nigel Angold, Ulyssesi ESA kosmoseaparaadi operatsioonide juht JPL-is. RTG võimsus loomulikult kaob, kuna selle radioaktiivne allikas laguneb. See on ootuspärane. See, mida planeerijad ei oodanud, oli 13-aastane lisaoperatsioon.
“Kui Ulysses 1990. aastal turule toodi, tootis RTG 285 vatti. Nüüd on see võimsus kuni 207 vatti - see on vaevalt piisav jõud, et teadusinstrumente ja küttekehasid korraga kasutada, ”märgib Angold.
Ulysses 's varieerub temperatuur kohati. "Paljud teadusinstrumendid on juba alla külmumise (0 ° C)," ütleb Ulyssesi soojusenergeetik Fernando Castro. "See pole korras, sest need võivad töötada madalatel temperatuuridel." Kuid kütusevoolikud on teine asi. Nad hõljuvad umbes 3 kraadi üle nulli, "ja kui nad külmuvad, oleme hädas".
Kütusevoolikud on missiooni jaoks kriitilise tähtsusega. Nad tarnivad laeva kaheksale tõukejõule hüdrasiinkütust. Umbes iga nädal lasevad maapealsed lennujuhid tõukejõude, et hoida Ulysses'i raadioantenn Maa poole. Hüdrasiini külmumisel tõukejõud ei tööta. Puudub tõukejõud tähendab suhtlemist. Missioon oleks kaotatud.
Umbes kaheksa meetrit kütusetorust on madu läbi kosmoselaeva. Iga pöördepunkt on võimalik külm koht, koht, kus hüdrasiin võib hakata tahkuma. "Kui hüdrasiin kuskil külmub, ei tea ma, kas me saame selle uuesti ohutult üles sulatada," muretseb Castro. Hüdrasiini sulamisel laieneb see, võimalusel piisavalt, et kütusevoolikuid lõhkuda. Ulyssesi raketikütus eraldub mõttetult kosmosesse.
Temperatuur mis tahes punktis piki kütusevoolikuid on hämmastavalt tundlik kosmosesõiduki mujal toimuva suhtes. Teadusinstrumendi sisselülitamine võib siin põhjustada külmavärina, kuna see võtab ühe küttekeha energia ära. Lõhkuri tulistamine, taasesitamine või andmete salvestamine: Ulysses'i õrna termilist tasakaalu võib häirida peaaegu kõik.
Ülal: Ulyssesi keeruline interjöör. Tumedad klotsid on teadusinstrumendid ja muud seadmed. Kütusevoolikud, mida tähistatakse punase, sinise ja rohelisega, viivad tsentraalsest hüdrasiinipaagist tõukejõu juurde. Külmumise suhtes kõige tundlikumate piirkondade kuvamiseks klõpsake siin.
Isegi lihtne kosmoselaeva sõnumi saatmine võib probleeme põhjustada. Süsteemide insener Andy McGarry meenutab: “Eelmisel kuul saatsime Ulyssesisse mõned uued käsud, kui temperatuur hakkas langema, kuni 0,8 kraadi C kütusetorude lähedal. Olime hüdrasiini külmumispunktist vähem kui üks kraad - mugavuse tagamiseks liiga lähedal. ”
Insenerid mõistsid probleemi kiiresti. "Kõik Ulyssesi teadusinstrumendid olid aktiveeritud Jupiteri uurimiseks," selgitas McGarry, "ja see piiras RTG-d oma piirini." Ulyssesel oleks probleeme veel ühe seadme toetamisega. Kuid kui Maalt saabus signaal, lülitus automaatselt sisse teine seade: dekooder, mis teisendab raadiosignaalid Ulyssesi arvutitele arusaadavateks binaarseteks ja nullideks. "Dekooder varastas küttekehadelt voolu."
Pärast seda on maapealsed lennujuhid õppinud hoidma oma ülekandeid Ulysses'il lühikese ajaga, nii et temperatuur ei saa väga madalale langeda.
Ulysses pöörab peagi Jupiterist eemale ja suundub tagasi päikese poole. Lõpuks hoiab päikeseküte hüdrasiini soojas ja pardal olevad kütteseadmed saab välja lülitada, "kuid seda ei juhtu enne 2007. aastat," ütleb Angold. Samal ajal jälgivad JPLi insenerid kosmoselaevadel pidevalt valvet.
NASA Marshalli kosmoselennukeskuse missiooniteadlane Steve Suess usub, et see on vaeva väärt. "Pikendatud missioon annab meile võimaluse päikesest palju rohkem teada saada." Erilist huvi pakub päikese miinimum. Päikese aktiivsus vahaneb ja väheneb iga 11 aasta tagant, selgitab ta. Ulysses uuris päikese vaikse faasi Solar Minimum ajavahemikku 1994–1995. Nüüd peab Ulysses seda uuesti tegema. "Järgmine päikeseenergia miinimum tuleb maksta 2006. aasta paiku," ütleb Suess, "kuid see ei saa olema sama nagu enne." 2001. aastal klappis päikese magnetväli. Põhjapoolus nihkus lõunasse ja vastupidi. Magnetiliselt öeldes on päike nüüd tagurpidi. Kuidas see päikeseministrit mõjutab?
Võib-olla Ulysses saab teada? kui see kõigepealt ei külmu.
Algne allikas: NASA teaduslugu
