ingegneri da Nasa è riuscito a ristabilire il contatto con il Viaggiatore 1e il veicolo spaziale funziona normalmente dopo a blackout di più settimane causato dal calo della fonte di energia.
Il problema è iniziato in ottobre, quando la vecchia sonda ha commutato automaticamente il suo trasmettitore radio principale in banda X e ha fatto affidamento su un trasmettitore radio in banda S molto più debole per comunicare con la sua squadra di missione sulla Terra. La Voyager 1, la navicella spaziale più distante dalla Terra, sta attualmente esplorando un territorio inesplorato a circa 24,9 miliardi di chilometri di distanza.
La sonda ha commutato i trasmettitori in modo autonomo quando il suo computer ha determinato che la Voyager 1 era quasi scarica dopo che la squadra della missione aveva inviato il comando di accendere uno dei suoi riscaldatori. Il cambiamento inaspettato ha impedito agli ingegneri di ricevere informazioni sullo stato della Voyager 1, nonché i dati scientifici raccolti dagli strumenti della navicella, per quasi un mese.
Dopo aver risolto in modo creativo il problema, il team è riuscito a riportare la Voyager 1 al suo trasmettitore radio in banda X e a ricevere nuovamente il flusso di dati giornaliero a partire da metà novembre.
“Le sonde non sono mai state progettate per funzionare in questo modo e il team sta imparando nuove cose giorno dopo giorno”, ha affermato in una e-mail Kareem Badaruddin, responsabile della missione Voyager presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California. “Fortunatamente, sono riusciti a riprendersi da quel problema e hanno imparato alcune cose.”
Ma questa è solo una delle tante sfide che il team della missione ha dovuto affrontare negli ultimi anni, poiché la Voyager 1 e la sua sonda gemella, Voyager 2, continuano a sfidare le probabilità ed esplorare lo spazio a più di 47 anni dal loro lancio.
Le sonde, lanciate a poche settimane di distanza l’una dall’altra nel 1977, hanno superato di gran lunga le loro missioni originali, progettate per sorvolare i pianeti più grandi del nostro sistema solare nel corso di quattro anni. Ora si trovano nello spazio interstellare e sono gli unici veicoli spaziali a operare oltre l’eliosfera, la bolla di campi magnetici e particelle del Sole che si estende ben oltre l’orbita di Plutone.
Entrambi i veicoli spaziali sono alimentati dal calore del plutonio in decomposizione che viene convertito in elettricità. Secondo la NASA, ogni anno le sonde perdono circa 4 watt di energia. Ciò equivale a una piccola lampadina a risparmio energetico.
“Sappiamo da tempo che la carica su entrambe le Voyager si sta esaurendo”, ha detto Badaruddin. “Quest’anno, ciò ha costretto la missione a spegnere uno strumento scientifico sulla Voyager 2. Ma queste sonde sono durate molto più a lungo di quanto chiunque si aspettasse, ed è sorprendente come stiamo spremendo fino all’ultimo briciolo di energia (e scienza!) da loro.” .”
La squadra della missione ha iniziato a spegnere tutti i sistemi che non erano cruciali per il volo delle sonde circa cinque anni fa. Alcuni di questi sistemi includevano riscaldatori progettati per mantenere gli strumenti scientifici funzionanti alla temperatura corretta. Ma con sua sorpresa, tutti gli strumenti continuarono a funzionare, anche a temperature inferiori a quelle a cui erano stati testati decenni prima.
Di tanto in tanto, gli ingegneri inviano comandi alla Voyager 1 per accendere alcuni dei suoi riscaldatori e componenti di riscaldamento che hanno subito danni da radiazioni nel corso dei decenni, ha detto Bruce Waggoner, responsabile della missione di assicurazione della Voyager. CNN nel mese di novembre. Il calore può aiutare a invertire i danni da radiazioni, che degradano le prestazioni dei componenti del veicolo spaziale, ha spiegato.
Ma il comando inviato al riscaldatore il 16 ottobre ha attivato il sistema di sicurezza autonomo della navicella. Se il veicolo spaziale consuma più energia del dovuto, il sistema di sicurezza spegne automaticamente i sistemi non essenziali per risparmiare energia.
Il team ha scoperto l’ultimo problema quando non è riuscito a rilevare un segnale di risposta dalla navicella spaziale il 18 ottobre. Considerando che le sonde Voyager hanno già spento tutti i loro sistemi non essenziali tranne gli strumenti scientifici, il sistema di sicurezza ha spento il trasmettitore in banda X ed è passato al trasmettitore in banda S perché quest’ultimo consuma meno energia.
La Voyager 1 utilizza il trasmettitore in banda X da decenni, ma la banda S non viene utilizzata dal 1981 perché il suo segnale è molto più debole della comunicazione affidabile con la navicella spaziale. La squadra della missione è riuscita a comandare alla Voyager 1 di ritornare al trasmettitore in banda X il 7 novembre e ha iniziato a raccogliere dati scientifici la settimana del 18 novembre, e sta attivamente ripristinando il sistema utilizzato per sincronizzare i tre computer della Voyager. Questa è una delle ultime attività per garantire che Voyager ritorni allo stato precedente al problema del trasmettitore.
Questo cambiamento del trasmettitore è solo una delle numerose soluzioni innovative che la NASA ha utilizzato quest’anno per superare le sfide delle comunicazioni con la missione di lunga durata, tra cui l’accensione di vecchi propulsori per mantenere l’antenna della Voyager 1 puntata verso la Terra e la creazione di una soluzione a un problema tecnico del computer che ha messo a tacere il flusso di dati scientifici dalla navicella spaziale alla Terra per mesi.
Il team della Voyager dispone di modelli computerizzati che li aiutano a prevedere quanta energia dovrebbero utilizzare i riscaldatori e gli strumenti del veicolo spaziale. Ma il fatto che l’accensione di un riscaldatore abbia attivato il sistema di sicurezza è un segnale per il team che il futuro della sonda è più incerto di quanto pensassero.
“Ciò implica che il modello virtuale utilizzato dal team per calcolare quanta energia è disponibile (e quindi quanti sistemi/strumenti possono essere utilizzati) presenta incertezze e/o è incompleto al livello al quale la missione è attualmente operativa, il che spesso comporta un margine inferiore a un watt”, ha detto Badaruddin.
“In passato c’era una piccola riserva di energia disponibile per situazioni come questa, ma all’inizio di quest’anno il team ha scelto di utilizzare questa riserva per mantenere gli strumenti scientifici in funzione più a lungo”, ha aggiunto.
Le sonde Voyager sono iniziate con 10 strumenti scientifici ciascuna. Alcuni strumenti furono spenti sulla Voyager 1 nel 1990 per risparmiare energia perché questi strumenti non erano più necessari dopo che la navicella spaziale completò i suoi sorvoli su Giove e Saturno. Ora, solo quattro strumenti operano su ciascuna navicella spaziale e vengono utilizzati per studiare il gas carico chiamato plasma, i campi magnetici e le particelle nello spazio interstellare, e le sonde Voyager sono le uniche navicelle spaziali che studiano questo territorio inesplorato.
La Voyager 1 e la sua gemella inviano continuamente dati scientifici attraverso la Deep Space Network, un sistema di antenne radio sulla Terra, con circa sei-otto ore di rilevamenti delle sonde che ritornano ogni giorno. I dati non vengono archiviati a bordo, quindi tutto ciò che è stato inviato a casa dalla Voyager 1 durante il problema al trasmettitore è andato perso.
“Tuttavia, la scienza che Voyager sta portando avanti riguarda in realtà il quadro generale e le osservazioni a lungo termine, quindi il team non è troppo preoccupato per questa interruzione”, ha detto Badaruddin. “La domanda più grande è per quanto tempo potremo mantenere in funzione gli strumenti scientifici con l’energia attualmente disponibile”.
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