Τα θρυλικά διαστημόπλοια Voyager της NASA ταξιδεύουν στο διάστημα από το 1977 και πλησιάζουν τα πενήντα χρόνια συνεχούς λειτουργίας στα όρια του ηλιακού μας συστήματος. Εφαρμόζοντας έναν ριψοκίνδυνο ελιγμό ισχύος, οι μηχανικοί καταφέρνουν να παρατείνουν τη ζωή των γερασμένων συστημάτων τους πριν σβήσουν οριστικά. Εδώ στο TechNoid εξετάζουμε πώς λειτουργεί αυτό το hardware κόλπο εξοικονόμησης ενέργειας.
- Η NASA εφάρμοσε τον ελιγμό «big bang» στο Voyager 2 και προετοιμάζει το Voyager 1 για το ίδιο ενεργειακό κόλπο.
- Τα σκάφη χάνουν 4 watt ισχύος ετησίως λόγω της φυσικής αποσύνθεσης των γεννητριών πλουτωνίου-238.
- Ο ελιγμός αξιοποιεί τη θερμότητα από τα εναπομείναντα λειτουργικά όργανα για να κρατήσει ζεστούς τους αγωγούς καυσίμου.
Ο πυρηνικός μηχανισμός και η πτώση ισχύος
Και τα δύο διαστημόπλοια Voyager παίρνουν ενέργεια από θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοisotopων που μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό τη θερμότητα από την αποσύνθεση του πλουτωνίου-238. Καθώς η ημιζωή του ισοτόπου είναι 88 χρόνια, η διαθέσιμη ισχύς μειώνεται σταθερά κατά περίπου 4 watt κάθε χρόνο, φέρνοντας τα συστήματα στα όριά τους. Ο διαχειριστής της αποστολής Kareem Badaruddin εξήγησε στο Scientific American ότι η ομάδα αναζητά διαρκώς τρόπους να ισορροπήσει την κατανάλωση ενέργειας με τη θερμοκρασία λειτουργίας.
Στο παγερό περιβάλλον του διαστρικού χώρου, ο μεγαλύτερος κίνδυνος δεν είναι η έλλειψη ηλεκτρικού ρεύματος για τα όργανα, αλλά το πάγωμα των σωλήνων καυσίμου και των προωθητήρων. Αν πέσει υπερβολικά η θερμοκρασία, τα μηχανικά μέρη θα ακινητοποιηθούν οριστικά, διακόπτοντας κάθε δυνατότητα προσανατολισμού της κεραίας προς τη Γη. Σχετικά με την ανθεκτικότητα των συσκευών, μπορείς να διαβάσεις περισσότερα στην ανάλυσή μας για τα ανθεκτικά δίκτυα επικοινωνίας σε ακραίες συνθήκες.
Ο επικίνδυνος ελιγμός big bang
Η διαδικασία «big bang» ενεργοποιεί και απενεργοποιεί εναλλάξ βασικά υποσυστήματα σε αυστηρή ακολουθία, εξοικονομώντας σχεδόν 10 watt ετησίως σύμφωνα με στοιχεία που ανέφερε το Gizmodo. Συγκεκριμένα, κλείνοντας παλιές θερμαντικές μονάδες και τον καταγραφέα μαγνητικής ταινίας οκτώ καναλιών, η ομάδα απελευθερώνει περιθώρια ισχύος για τα κρίσιμα όργανα.
Το hardware της δεκαετίας του 1970 διαθέτει μια μοναδική ιδιότητα που εκμεταλλεύονται οι μηχανικοί της NASA στο Jet Propulsion Laboratory. Η θερμότητα που εκπέμπουν τα ίδια τα ηλεκτρονικά συσκευών κατά την ενεργοποίησή τους διοχετεύεται στρατηγικά ώστε να λειτουργήσει ως φυσικό θερμοσίφωνα για το σκάφος. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγεται η χρήση αποκλειστικών ηλεκτρικών θερμαντήρων που καταναλώνουν πολύτιμη ενέργεια.
Στόχος η συμπλήρωση πέντε δεκαετιών
Μετά την επιτυχή δοκιμή στο Voyager 2, η αποστολή ετοιμάζει την ίδια αναβάθμιση λογισμικού και ενεργειακού σχεδιασμού στο Voyager 1, το οποίο βρίσκεται ήδη σε απόσταση μεγαλύτερη από 24 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Όπως τόνισε ο Badaruddin σε ανακοίνωση της NASA, τα εναπομείναντα όργανα καταγράφουν πρωτογενή δεδομένα από περιοχές που δεν έχει αγγίξει κανένα άλλο ανθρώπινο δημιούργημα.
Αν η διαδικασία στεφθεί με απόλυτη επιτυχία, η ομάδα ελπίζει να επαναφέρει σε λειτουργία το πείραμα μέτρησης σωματιδίων χαμηλής ενέργειας (LECP) στο Voyager 1, το οποίο είχε κλείσει προληπτικά την περασμένη άνοιξη. Σύμφωνα με δηλώσεις της πρώην υπεύθυνης Suzanne Dodd στο Space.com, ο απώτερος στόχος είναι τα σκάφη να ξεπεράσουν τα γενέθλια των πενήντα ετών το 2027 και να συνεχίσουν να στέλνουν σήματα μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030.
Η άποψή μας στο TechNoid
Η προσπάθεια της NASA να κρατήσει ζωντανά τα Voyager δεν αποτελεί απλώς μια τεχνική άσκηση νοσταλγίας, αλλά ένα μάθημα μηχανικής ανθεκτικότητας που σπάνια βλέπουμε στη σύγχρονη εποχή των αναλώσιμων gadgets. Σήμερα, η βιομηχανία τεχνολογίας μας προωθεί την αλλαγή συσκευών κάθε δύο χρόνια, την ίδια στιγμή που μηχανικοί πριν από μισό αιώνα σχεδίαζαν υλικό ικανό να λειτουργεί κάτω από μηδενικές θερμοκρασίες και σε απόσταση μιας ημέρας φωτός από τη Γη. Αυτό το επίτευγμα αποδεικνύει ότι ο σωστός αρχικός σχεδιασμός και η πολυεπίπεδη ανανέωση κώδικα εξ αποστάσεως μπορούν να ξεπεράσουν τα φυσικά όρια κάθε προβλεπόμενης διάρκειας ζωής.
Συχνές Ερωτήσεις για τα διαστημόπλοια Voyager της NASA
Πόσο μακριά βρίσκονται τα διαστημόπλοια Voyager;
Το Voyager 1 ξεπερνά τα 24 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, ταξιδεύοντας στον διαστρικό χώρο με ταχύτητα άνω των 56.000 χλμ/ώρα.
Τι είναι ο ελιγμός big bang των Voyager;
Είναι μια ακολουθία εναλλαγής λειτουργίας σε θερμαντικές μονάδες και δευτερεύοντα υποσυστήματα που εξοικονομεί περίπου 10 watt ενέργειας ετησίως.
Γιατί μειώνεται η ισχύς των διαστημοπλοίων;
Λειτουργούν με γεννήτριες πλουτωνίου-238, το οποίο αποσυντίθεται φυσικά με ημιζωή 88 ετών, μειώνοντας την παραγόμενη θερμότητα και ισχύ.
Πότε εκτοξεύτηκαν τα Voyager 1 και 2;
Και τα δύο διαστημόπλοια εκτοξεύτηκαν το καλοκαίρι του 1977, ολοκληρώνοντας αρχικά τη “Μεγάλη Περιήγηση” των πλανητών.
Πόσο χρόνο κάνει το σήμα για να φτάσει στη Γη;
Καθώς το Voyager 1 πλησιάζει σε απόσταση μιας ημέρας φωτός, κάθε μήνυμα χρειάζεται περισσότερες από 24 ώρες για να ταξιδέψει προς τον πλανήτη μας.
Ποια όργανα λειτουργούν ακόμη στο Voyager 1;
Το Voyager 1 διαθέτει ενεργά όργανα καταγραφής κυμάτων πλάσματος και μέτρησης μαγνητικών πεδίων, ενώ επιχειρείται η επαναφορά του LECP.
Ποιος είναι ο στόχος διάρκειας ζωής της NASA;
Η ομάδα αποστολής ελπίζει τα σκάφη να φτάσουν στην 50ή επέτειο εκτόξευσης το 2027 και να συνεχίσουν τη λειτουργία τους μέχρι τη δεκαετία του 2030.
