Voyager – misja, która nie ustaje
W 1977 roku rozpoczęła jedna z najbardziej ambitnych misji w historii badań kosmicznych. Sondy NASA Voyager 1 i bliźniacza jednostka Voyager 2 zostały wyniesione w przestrzeń kosmiczną. Zadaniem obu sond była eksploracja układów Jowisza i Saturna, a następnie wewnętrznych planet Układu Słonecznego. Po przedłużeniu misji, celem stało się badanie krańcowych obszarów heliosfery oraz pomiar właściwości fizycznych przestrzeni międzygwiezdnej.
Początkowo planowano, że misja potrwa kilka lat, a jednak po niemal 48 latach od startu obie sondy wciąż działają i przesyłają dane. Mało tego – Voyager 1 jest najdalszym obiektem w kosmosie stworzonym przez człowieka.
Sędziwe silniki sond
Inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory NASA postanowili ponownie uruchomić silniki, które były nieużywane od dwóch dekad. Sondy Voyager używają silników, by pozostawać skierowane anteną w stronę Ziemi. Dzięki temu mogą odbierać komendy i przesyłać dane. Po kilku dekadach spędzonych w przestrzeni kosmicznej część przewodów paliwowych zaczęła się jednak zatykać. Rurki doprowadzające paliwo zatykają się przez krzemionkę – produkt uboczny powstający z wiekiem w wyniku degradacji gumowej membrany w zbiorniku paliwa. Zmniejsza to wydajność silników. Aby radzić sobie z zatkanymi rurkami paliwowymi, inżynierowie przełączają się między zestawami silników. Każda z sond Voyager ma trzy zestawy silników: dwa zestawy do kontroli orientacji (tzw. attitude control thrusters) oraz jeden zestaw do manewrów korekcji trajektorii (TCM – trajectory correction maneuver thrusters). W przypadku Voyagera 1 podstawowe silniki ruchu obrotowego przestały działać w 2004 roku, gdy awarii uległy dwie małe grzałki zasilające system. Wówczas uznano, że grzałek nie da się naprawić i przełączono system na korzystanie z zestawu zapasowego. Brak możliwości kontrolowania ruchu obrotowego sondy mógłby zagrozić misji, więc zespół inżynierów postanowił ponownie przeanalizować awarię z 2004 roku. Podejrzewano, że mogło dojść do nieoczekiwanej zmiany w obwodach zasilających grzałki – w pewnym sensie przełącznik ustawiono w złym położeniu. Jeśli udałoby się go przestawić z powrotem, grzałki mogłyby znów działać, a to umożliwiłoby ponowną aktywację podstawowych silników – na wypadek, gdyby zapasowe całkowicie się zatkały.
Trudny manewr
Voyager 1 używa jako paliwa hydrazyny. Już w 2002 roku inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory (JPL) zauważyli, że pierwszy zestaw silników kontroli orientacji zaczyna się zatykać – wówczas przełączono się na drugi. Gdy ten także zaczął sprawiać problemy w 2018 roku, przeszli na silniki korekcyjne (TCM), z których korzystano do tej pory. W końcu i silniki TCM się zatkały. Problem leży w wąskich rurkach wewnątrz silników, które kierują paliwo do komory katalitycznej, gdzie hydrazyna zamieniana jest w gaz. Początkowo rurki miały średnicę 0,25 mm, ale przez krzemionkowy osad ich przekrój zmniejszył się do zaledwie 0,035 mm – to mniej niż połowa szerokości ludzkiego włosa. Dlatego konieczny był powrót do jednego z wcześniejszych zestawów silników kontroli orientacji.
20 marca 2025 roku zespół wysłał polecenie do sondy. Ze względu na ogromną odległość sygnał radiowy z Voyagera 1 dociera na Ziemię po ponad 23 godzinach. Proces przywracania do życia silników był bardzo skomplikowany i ryzykowny, ale operacja się udała. Zespół zaobserwował gwałtowny wzrost temperatury grzałek silnika – co oznaczało, że udało się je przywrócić do działania. Silniki, które uważano za martwe dosłownie ożyły.
Nad całym procesem wisiało widmo ograniczonego czasu. Od 4 maja 2025 do lutego 2026 ogromna antena Deep Space Station 43 (o średnicy 70 metrów) w Canberze w Australii, która służy do wysyłania komend, będzie modernizowana i pozostanie przez większość tego czasu offline, z krótkimi oknami działania w sierpniu i grudniu. Choć NASA dysponuje trzema takimi stacjami (w Kalifornii, Madrycie i Australii), tylko DSS-43 ma wystarczająco mocny sygnał, by przesyłać polecenia do Voyagerów.
Przyszłość Voyagera 1
Obecnie Voyager 1 znajduje się prawie 25 miliardów kilometrów od Ziemi – w przestrzeni międzygwiezdnej, za heliopauzą, czyli umowną granicą Układu Słonecznego (czyli granicą oddzielająca obszar przestrzeni kosmicznej zdominowany przez wiatr słoneczny od przestrzeni międzygwiezdnej, gdzie przeważa wpływ materii i pól magnetycznych pochodzących spoza Układu Słonecznego). To obszar, do którego żaden inny statek kosmiczny prawdopodobnie nie dotrze przez wiele dziesięcioleci. Dlatego zespół naukowy robi wszystko, by utrzymać misję jak najdłużej i wciąż poznawać warunki panujące w tej odległej, niemal nieznanej części kosmosu. Voyager 1 nie jest jednak wieczny i jego działanie zbliża się nieuchronnie ku końcowi. Być może już niedługo Voyager 1 przestanie do nas przesyłać dane, ale jego podróż będzie trwać – przez miliony lat. Mimo wygaśnięcia wszystkich funkcji w milczeniu będzie przemierzał przestrzeń międzygwiezdną.
Voyager 1 porusza się z prędkością około 61 000 km/h (czyli 17 km/s) względem Słońca. Jeśli nic go nie zniszczy po drodze i nie zderzy się z innym obiektem za 300 lat Voyager 1 dotrze do Obłoku Oorta, a jego przebycie zajmie mu 30 000 lat. Za około 18 000 lat sonda oddali się od Słońca na odległość 1 roku świetlnego. W roku 40 272 sonda minie gwiazdę Gliese 445 (AC+79 3888) w gwiazdozbiorze Żyrafy w najmniejszej odległości wynoszącej 1,64 roku świetlnego (dla porównania: obecnie Słońce najbliżej ma Proximę Centauri w odległości 4,24 roku świetlnego). Za 300 000 lat Voyager 1 minie orbitę gwiazdy Sirius, ale nadal z ogromnej odległości (około 4,3 lat świetlnych). Voyager będzie krążył wokół centrum naszej galaktyki – podobnie jak Słońce – wykonując pełne okrążenie co około 225–250 milionów lat. Przez cały ten czas będzie przemierzać pustą przestrzeń międzygwiezdną, prawdopodobnie nigdy nie natrafiając na żaden obiekt.
Opracowano na podstawie:
NASA’s Voyager 1 Revives Backup Thrusters Before Command Pause
Voyager 1 Team Accomplishes Tricky Thruster Swap
