Инженеры NASA помогут «Вояджерам» оставаться на связи еще минимум 5 лет
Специалисты NASA выпустили обновление программного обеспечения для космических аппаратов Voyager-1 и Voyager-2, которое позволит продлить их работу как минимум на пять лет. Патчи устранят две проблемы, с которой могут столкнуться зонды: одна из них связана с работой двигателей, а вторая — с искажением телеметрии.
Инженеры NASA, участвующие в управлении зондами Voyager пытаются продлить жизнь аппаратов, запущенных в 1977 году, чтобы они могли продолжить исследовать межзвездное пространство в ближайшие несколько лет. Первая из задач — устранение остатков топлива, которые могут скапливаться внутри микродвигателей. Это может помешать работе двигателей и в итоге привести к тому, что зонды станут неуправляемыми.
Двигатели аппаратов Voyager в основном используются для ориентации антенны космических аппаратов в сторону Земли для обеспечения связи. Зонды могут поворачиваться в трех направлениях — вверх и вниз, влево и вправо, а также вокруг центральной оси, подобно колесу. По команде системы управления двигатели автоматически включаются и переориентируют космический аппарат таким образом, чтобы его остронаправленная антенна — тарелка диаметром 3,7 метра — была направлена на Землю.
Топливо (жидкий гидразин) поступает в двигатели из сферического бака по трубопроводам, а затем проходит по меньшим трубкам (инжекторам) внутри двигателей, которые в 25 раз уже основных. После каждого запуска в инжекторах откладывается небольшое количество твердых остатков («кокса») ракетного топлива, которые постепенно накапливается в течение десятилетий, иногда рискуя полностью закупорить тонкие трубочки. Чтобы замедлить этот процесс, специалисты предложили реже включать двигатели и позволять: аппаратам поворачиваться немного дальше и дольше в каждом направлении, прежде чем включить двигатели.
Команды для корректировки диапазона вращения двигателя были отправлены зондам в сентябре и октябре. Теперь космические аппараты поворачивают почти на 1 градус дальше в каждом направлении. Однако нововведение немного мешает связи и передаче научных данных, поскольку в это время Земля уходит из луча остронаправленной антенны. Как отмечают в NASA, это напоминает телефонный разговор, во время которого связь с собеседником на другом конце провода периодически прерывается. Тем не менее, это не критичная проблема, учитывая, что план позволит аппаратам Voyager передавать на Землю больше данных с течением времени. Инженеры не могут знать наверняка, когда инжекторы двигателей аппаратов будут полностью забиты, но они ожидают, что при соблюдении мер предосторожности этого удастся избежать в течение ближайших пяти лет, а возможно, и намного дольше.
Помимо этого, программный патч должен предотвратить повторение сбоя, который произошел на зонде Voyager-1 в 2022 году. Тогда бортовой компьютер, который ориентирует космический аппарат относительно Земли, начал отправлять диспетчерам искаженные отчеты о состоянии системы ориентации и управления AACS зонда. Инженерам потребовалось несколько месяцев, чтобы определить проблему. Выяснилось, что система AACS записывала команды в память компьютера вместо того, чтобы их выполнять. Одна из пропущенных команд привела к искажению отчета о состоянии системы. Группа управления определила, что AACS перешел в неправильный режим, однако причину, почему так произошло, точно установить не удалось, но избежать повторения инцидента должно помочь обновление софта.
Два аппарата — Voyager-1 и Voyager-2 отдалились от Земли более чем на 19 миллиардов и 24 миллиардов километров соответственно. На таких расстояниях передача команд занимает более 18 часов. Из-за возраста космического аппарата и времени задержки связи существует некоторый риск того, что программный патч может перезаписать исходный код или привести к другим нежелательным последствиям. В качестве дополнительной меры предосторожности Voyager-2 получит патч первым и протестирует его, после чего обновление получит его «близнец». Это объясняется тем, что Voyager-1 находится дальше от Земли, чем любой другой космический аппарат, поэтому данные, которые он собирает, более ценные, а значит этот зонд нужно сохранить любой ценой.
Команда загрузила патч и выполнила считывание данных из памяти AACS, чтобы убедиться, что «заплатка» записалась в нужном месте 20 октября. О результатах операции пока неизвестно, но если проблем при тестировании не возникнет, инженеры отправят следующую команду 28 октября, чтобы проверить, работает ли программа должным образом.
Изначально планировалось, что аппараты Voyager проработают в космическом пространстве всего четыре года, пролетев мимо Сатурна и Юпитера. Позже NASA продлило их программу, чтобы Voyager-2 смог облететь Уран и Нептун. В 1990 году агентство вновь продлило их работу, на этот раз с целью отправки аппараты за пределы гелиосферы – защитного «пузыря» из частиц и магнитных полей, создаваемых Солнцем. Voyager-1 достиг ее границы в 2012 году, в то время как Voyager-2, который двигался медленнее и в другом направлении, достиг ее в 2018 году. Таким образом, оба зонда уже работают в космосе 46 лет, в то есть в 11 раз больше запланированного срока.
Самое популярное
