Bildekreditt: NASA
Dyp plass er kaldt. Veldig kaldt. Det er et problem - spesielt hvis du flyr i et gammelt romskip. Og strømforsyningene dine forsvinner. Og drivstoffledningene kunne fryse når som helst. Åh, og forresten, du må fortsette å fly i tretten år til.
Det høres ut som en science fiction-thriller, men dette skjer virkelig med romfartøyet NASA / European Space Agency Ulysses.
Ulysses ble lansert i 1990 på et fem år langt oppdrag for å studere solen. Farkosten samlet nye data om solvindens hastighet og retning. Den oppdaget 3D-formen til solens magnetfelt. Den registrerte solfakler på solen, og supersolevarsler fra fjerne nøytronstjerner. Ulysses fløy til og med gjennom halen til kometen Hyakutake, et uventet møte som gledet astronomer.
Oppdraget skulle være slutt i 1995, men Ulysses var for vellykket til å slutte. NASA og ESA har gitt tre utvidelser, sist i februar 2004. Ulysses skal etter planen fortsette til 2008, tretten år lenger enn opprinnelig planlagt.
Ulysses 'utvidede oppgave, som før, er å studere solen. Men for øyeblikket er Ulysses langt fra stjernen vår. Den har et møte med Jupiter og studerer den gigantiske planeten og magnetfeltet. Sollys der ute er 25 ganger mindre intenst enn det vi opplever på Jorden, og Ulysses blir farlig kald.
Tilbake på 1980-tallet, da Ulysses fremdeles var på jorden og ble samlet, visste misjonsplanleggere at romskipet måtte tåle noen lave temperaturer. Så de plasserte dusinvis av varmeovner ombord, alle drevet av en radioisotop termoelektrisk generator, eller "RTG." Disse varmeovnene har holdt Ulysses komfortabelt varm.
Men det er et problem: RTG blekner.
"Kraftproduksjonen til RTG har sunket siden romfartøyet ble lansert," sier Nigel Angold, Ulysses ESAs romfartsoperasjonssjef i JPL. RTG-kraft blekner naturlig når den radioaktive kilden forfaller. Det er som forventet. Det planleggere ikke forventet var 13 år med ekstra operasjoner.
Da Ulysses ble lansert i 1990 produserte RTG 285 watt. Nå er det nede på 207 watt - knapt nok kraft til å kjøre vitenskapelige instrumenter og varmeovner på samme tid, ”konstaterer Angold.
Inne i Ulysses varierer temperaturen fra sted til sted. "Mange av forskningsinstrumentene er allerede under frysepunktet (0 C)," sier Ulysses termiske ingeniør Fernando Castro. "Det er OK, fordi de kan operere ved lav temperatur." Men drivstoffledningene er en annen sak. De svever omtrent 3 grader over null, "og hvis de fryser, har vi problemer."
Drivstoffledninger er kritiske for oppdraget. De leverer hydrazin drivmiddel til skipets åtte thrustere. Hver uke eller så skyter bakkekontrollere ut skyverne for å holde Ulysses 'radioantenne pekende mot Jorden. Strusterne fungerer ikke hvis hydrazinen fryser. Ingen thrustere betyr ingen kommunikasjon. Oppdraget ville gå tapt.
Rundt åtte meter med drivstoffledning slanger gjennom romskipet. Hver vri og sving er et mulig kaldt sted, et sted der hydrazinet kan begynne å stivne. "Hvis hydrazinen fryser hvor som helst, vet jeg ikke om vi trygt kan tine det igjen," bekymrer Castro. Når hydrazin tiner, utvider det seg, muligens nok til å ødelegge drivstoffledningene. Ulysses 'drivmiddel ville svirme ubrukelig ut i verdensrommet.
Temperaturen på et gitt punkt langs drivstofflinjene er forvirrende følsom for hva som skjer andre steder i romskipet. Å slå på et vitenskapelig instrument "her" kan føre til at det er "chill" der borte, fordi det tar strøm fra en av varmeovnene. Å skyte en thruster, spille av eller spille inn data: nesten hva som helst kan forstyrre Ulysses 'sarte termiske balanse.
Over: Det kompliserte interiøret i Ulysses. Mørke blokker er vitenskapelige instrumenter og andre enheter. Drivstoffledninger, betegnet med rødt, blått og grønt, fører fra en sentral hydrazinbeholder til thrusterne. Klikk her for å se områder som er mest utsatt for frysing.
Selv den enkle handlingen med å sende romskipet en melding kan føre til problemer. Systemingeniør Andy McGarry husker: ”I forrige måned sendte vi noen nye kommandoer til Ulysses da temperaturen begynte å synke, så mye som 0,8 grader C nær drivstofflinjene. Vi var mindre enn en grad fra frysepunktet for hydrazin - for nær for komfort. "
Ingeniører fant raskt ut problemet. "Alle Ulysses 'vitenskapelige instrumenter var blitt aktivert for å studere Jupiter," forklarer McGarry, "og dette belaster RTG til sin begrensning." Ulysses ville ha problemer med å støtte enda en enhet til. Men da et signal kom fra Jorden, ble en annen enhet slått på automatisk: dekoderen, som oversetter radiosignaler til en strøm av binære og nuller forstått av Ulysses 'datamaskiner. "Dekoderen stjal strøm fra ovnene."
Siden har bakkekontrollere lært å holde sendingene til Ulysses kort, så temperaturen kan ikke falle så veldig langt.
Ulysses er i ferd med å snu seg bort fra Jupiter og dra tilbake til sola. Etter hvert vil solvarme holde hydrazinen varm, og ombordvarmere kan slås av, "men det vil ikke skje før i 2007," sier Angold. I mellomtiden holder ingeniører på JPL en konstant vakt på romskipet.
Misjonsforsker Steve Suess ved NASA Marshall Space Flight Center mener det er verdt innsatsen. "Det utvidede oppdraget gir oss en sjanse til å lære mye mer om solen." Av spesiell interesse er Solar Minimum. Solaktivitet vokser og avtar hvert 11. år, forklarer han. Ulysses studerte solens stille fase, Solar Minimum, mellom 1994 og 1995. Nå får Ulysses gjøre det igjen. "Det neste solcelleminimumet forfaller rundt 2006," sier Suess, "men det vil ikke være det samme som før." I 2001 vippet solens magnetiske felt. Nordpolen forskjøvet sørover, og omvendt. Magnetisk sett er solen nå opp ned. Hvordan vil det påvirke Solar Minimum?
Kanskje Ulysses vil finne ut av det? hvis den ikke fryser til døden først.
Original kilde: NASA Science Story
