Silniki Voyagera 1, najodleglejszego pojazdu w kosmosie, po 21 latach znowu gotowe do pracy

Sondy Voyager 1 i Voyager 2, których misje stały się możliwe nie tylko dzięki postępowi technologii w latach 70. XX wieku, ale też niezwykle sprzyjającej konfiguracji ciał niebieskich (sonda nie może sobie latać od planety do planety), wciąż przemierzają kosmos. Większość instrumentów została na nich już wyłączona wiele lat temu, ale część wciąż działa. W znacznie lepszej kondycji jest Voyager 1, na pokładzie którego działa wciąż magnetometr, podsystem do pomiarów pola elektrycznego związanego z falami plazmy, a także detektor cząstek o niskiej energii.

Ten ostatni instrument zostanie wyłączony w 2026 r., by skompensować malejący budżet energetyczny sondy (energię zapewnia generator radioizotopowy). Jednakże pozostałe wciąż będą funkcjonować, co jest bardzo istotne dla rozpoznania otoczenia Układu Słonecznego. Voyager 1 znajduje się obecnie 25 miliardów kilometrów od Ziemi, a Voyager 2 w odległości prawie 21 miliardów. Pierwsza z sond porusza się z prędkością prawie 17 km/s, druga 15,4 km/s.

Voyager 1 wciąż może nadawać, ale musi mieć odpowiednią pozycję

Na pokładzie Voyagera 1 wciąż działa zapis cyfrowy na taśmie (to samo z siebie jest niesamowite), co pozwala na gromadzenie danych (choć już nie stale i w ograniczonej liczbie kilkudziesięciu kilobajtów) i przesyłanie ich później na Ziemię. To ważne, bo sygnał z sondy jest już bardzo słaby, a do Ziemi dociera po ponad 23 godzinach. Jedyną anteną, która jest w stanie odebrać szept Voyagera 1, ale także wysłać do niego polecenia, jest DSS-43 w Canberze w Australii.

Ten odbiornik także ma swoje lata i właśnie przechodzi gruntowny remont, który potrwa do lutego 2026 r. A to oznacza, że łączność z Voyagerem jest ograniczona do minimum. Inne anteny Deep Space Network w Ameryce Połnocnej i Europie są zdolne jedynie przechwytywać sygnał sondy. Taka sytuacja miała miejsce już wcześniej, ale im więcej czasu Voyagery są w kosmosie, tym większe ryzyko takiej operacji.

Antena DSS-43 w centrum DSN w Australii.

By przygotować sondę na okoliczność samodzielnego podejmowania decyzji, do których należy poprawa orientacji nadajnika względem Ziemi, gdy ten straci właściwe pozycjonowanie, konieczne jest zapewnienie pracy silnikom manewrowym. Sonda ma dwa zestawy, jednakże ten główny uznany został za uszkodzony już w 2004 r., a od tej pory kontrola położenia w przestrzeni zależy od silników zapasowych. Jednakże w ich przypadku kanały paliwowe ulegają stopniowemu zatkaniu, czemu próbowano przeciwdziałać w ostatnich latach.

Wedle przypuszczeń już późnym latem tego roku przestaną być one drożne. To oznacza, że w przypadku konieczności korekty położenia, gdy w przerwie w naprawach anteny DSS-43 nastąpi próba łączności z sondą, Voyager 1 nie miałby jak tego uczynić. Sonda ma jeszcze dodatkowy zestaw silników, które przywrócono do życia 6 lat temu, ale nie są one w stanie kontrolować przechyłu sondy, co jest bardzo istotne.

Ratunek przyszedł z najmniej oczekiwanej strony

Zespół inżynierów zajmujących się sondą postanowił jeszcze raz przeanalizować okoliczności awarii, która doprowadziła do wyłączenia głównych silników sondy w 2004 r. Okazało się, że usterkę mogło wywołać niespodziewane zakłócenie pracy grzejników, które są konieczne do zapewnienia poprawnej pracy kanałów paliwowych. W tamtych czasach, gdy uważano, że sonda i tak już swoje odsłużyła, nie przyjrzano się dokładniej przyczynie, a jak się okazuje była nią nie awaria, a przestawienie się jednego z przełączników kontrolnych w niewłaściwą pozycję. Tylko tyle i aż tyle, bo nie wystarczy pstryknąć palcem, gdy sonda jest od nas oddalona 167 razy więcej niż Słońce od Ziemi.

Pozycję Voyagera 1 można śledzić dzięki narzedziu NASA Eyes. (kliknij zdjecie, by je uruchomić)

Operację włączenia grzałek przeprowadzono 20 marca 2025 r. Po 46 godzinach od wysłania polecenia, sonda dała znać, że wszystko działa. Po kolejnych 20 minutach, następne komunikaty informowały o wzroście temperatury w sterach sondy. Główne silniki sondy, uznane 21 lat temu za niesprawne, ponownie są gotowe do pracy. To ogromny sukces zważywszy na fakt, że sondę wysłano w czasach, gdy komputery domowe dopiero zaczęły się pojawiać. Na rynku debiutowały Apple II, Commodore PET 2001. Spora cześć elektroniki znajdującej się w Voyagerze pamięta jeszcze czasy misji Apollo. Voyager 1 i 2 zbudowano z myślą o zapewnieniu nadmiarowości, co odpłaca się bardzo długą pracą sond.

Długa przyszłość sond Voyager

Gdyby w sierpniu nie udało się nawiązać łączności z Voyagerem 1, byłoby to smutne, ale nie zaskakujące zakończenie jego kosmicznej kariery. Od momentu, gdy przestaniemy się z nim kontaktować, będzie on samotnie przemierzał przestrzeń międzygwiezdną. Jednak wciąż znajdując się w regionie dominującej grawitacji słonecznej. Dopiero za 20 tysięcy lat sondy miną Obłok Oorta, a za kolejne 10 tysięcy lat zbliżą się do czerwonego karła o nazwie Ross 248. To oczywiście szacowany pierwszy cel tych sond. Na przestrzeni tysięcy lat może wydarzyć się wiele rzeczy, które nawet mogą doprowadzić do fizycznego zniszczenia sond czy zmiany trajektorii. Lecz mogą one też poruszać się przez galaktykę przez miliony lat.

Źródło: NASA/JPL