Ingenieure der NASA-Mission Voyager unternehmen Schritte, um sicherzustellen, dass beide 1977 gestarteten Raumschiffe auch in den kommenden Jahren weiterhin den interstellaren Raum erforschen.
Ein Versuch befasst sich mit Treibstoffrückständen, die sich offenbar in engen Rohren einiger Triebwerke des Raumfahrzeugs ansammeln. Die Triebwerke werden verwendet, um die Antenne jedes Raumfahrzeugs auf die Erde zu richten. Diese Art der Ansammlung wurde bei einigen anderen Raumfahrzeugen beobachtet.
Das Team lädt außerdem einen Software-Patch hoch, um das erneute Auftreten eines Fehlers zu verhindern, der letztes Jahr bei Voyager 1 aufgetreten ist. Die Ingenieure haben den Fehler behoben und der Patch soll verhindern, dass das Problem bei Voyager 1 erneut auftritt oder bei seinem Zwilling Voyager 2 auftritt.
Aufbau des Triebwerks
Die Triebwerke von Voyager 1 und Voyager 2 dienen in erster Linie dazu, die Antennen der Raumsonden zur Kommunikation auf die Erde zu richten. Raumfahrzeuge können sich in drei Richtungen drehen – nach oben und unten, nach links und rechts und um die Mittelachse, wie ein Rad. Dabei zünden die Triebwerke automatisch und richten das Raumschiff neu aus, damit seine Antennen auf die Erde gerichtet bleiben.
Der Treibstoff strömt über Treibstoffleitungen zu den Triebwerken und gelangt dann durch kleinere Leitungen innerhalb der Triebwerke, sogenannte Treibstoffeinlassrohre, die 25-mal schmaler sind als die äußeren Treibstoffleitungen. Bei jeder Triebwerkszündung werden winzige Mengen an Treibstoffrückständen hinzugefügt, was über Jahrzehnte hinweg zu einer allmählichen Materialansammlung führt. In einigen Treibstoffeinlassrohren nimmt die Ablagerung erheblich zu. Um diesen Aufbau zu verlangsamen, hat die Mission damit begonnen, die beiden Raumschiffe etwas weiter in beide Richtungen drehen zu lassen, bevor sie die Triebwerke zünden. Dadurch wird die Häufigkeit der Triebwerkszündungen verringert.
Die Anpassungen des Drehbereichs des Triebwerks wurden durch Befehle vorgenommen, die im September und Oktober gesendet wurden, und sie ermöglichen es dem Raumschiff, sich fast 1 Grad weiter in jede Richtung zu bewegen als in der Vergangenheit. Die Mission führt außerdem weniger und längere Schüsse durch, was die Gesamtzahl der Schüsse auf jedem Raumschiff weiter reduzieren wird.
Die Anpassungen wurden sorgfältig ausgearbeitet, um minimale Auswirkungen auf die Mission zu gewährleisten. Während eine stärkere Rotation der Raumsonde bedeuten könnte, dass gelegentlich Teile wissenschaftlicher Daten verloren gehen – ähnlich wie bei einem Telefongespräch, bei dem die Person am anderen Ende gelegentlich unterbricht – kam das Team zu dem Schluss, dass der Plan es den Voyagers ermöglichen wird, im Laufe der Zeit mehr Daten zurückzugeben.
Ingenieure können nicht sicher sagen, wann die Treibstoffeinlassrohre des Triebwerks vollständig verstopft sein werden, aber sie gehen davon aus, dass dies mit diesen Vorsichtsmaßnahmen erst in mindestens fünf weiteren Jahren, möglicherweise sogar noch länger, passieren wird. Das Team kann in den kommenden Jahren weitere Schritte unternehmen, um die Lebensdauer der Triebwerke noch weiter zu verlängern.
„Bis zum jetzigen Zeitpunkt der Mission steht das Ingenieurteam vor vielen Herausforderungen, für die wir einfach kein Spielbuch haben“, sagte Linda Spilker, Projektwissenschaftlerin für die Mission als Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Aber sie finden weiterhin kreative Lösungen.“
Dinge reparieren
Im Jahr 2022 begann der Bordcomputer, der die Raumsonde Voyager 1 an der Erde ausrichtet, verstümmelte Statusberichte zurückzusenden, obwohl er ansonsten weiterhin normal funktionierte. Die Missionsingenieure brauchten Monate, um das Problem zu lokalisieren. Das Haltungsartikulations- und Kontrollsystem (AACS) leitete Befehle fehl und schrieb sie in den Computerspeicher, anstatt sie auszuführen. Einer dieser verpassten Befehle führte dazu, dass der AACS-Statusbericht verstümmelt wurde, bevor er die Ingenieure am Boden erreichen konnte.
Das Team stellte fest, dass das AACS in einen falschen Modus gewechselt war. Allerdings konnten sie die Ursache nicht ermitteln und sind sich daher nicht sicher, ob das Problem erneut auftreten könnte. Der Software-Patch soll das verhindern.
„Dieser Patch ist wie eine Versicherungspolice, die uns in Zukunft schützt und uns hilft, diese Sonden so lange wie möglich am Laufen zu halten“, sagte Suzanne Dodd, Projektmanagerin von Voyager am JPL. „Dies sind die einzigen Raumschiffe, die jemals im interstellaren Raum operierten, daher sind die von ihnen zurückgesendeten Daten von einzigartigem Wert für unser Verständnis unseres lokalen Universums.“
Voyager 1 und Voyager 2 haben mehr als 15 Milliarden bzw. 12 Milliarden Meilen von der Erde entfernt. Bei diesen Entfernungen wird es über 18 Stunden dauern, bis die Patch-Anweisungen zum Raumschiff gelangen. Aufgrund des Alters des Raumfahrzeugs und der Kommunikationsverzögerungszeit besteht ein gewisses Risiko, dass der Patch wichtigen Code überschreibt oder andere unbeabsichtigte Auswirkungen auf das Raumfahrzeug hat.
Um diese Risiken zu reduzieren, hat das Team Monate damit verbracht, den Code zu schreiben, zu überprüfen und zu prüfen. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme erhält Voyager 2 zuerst den Patch und dient als Testumgebung für seinen Zwilling. Voyager 1 ist weiter von der Erde entfernt als jedes andere Raumschiff, was seine Daten wertvoller macht.
Das Team wird am Freitag, den 20. Oktober, den Patch hochladen und den AACS-Speicher auslesen, um sicherzustellen, dass er sich am richtigen Ort befindet. Wenn keine unmittelbaren Probleme auftreten, wird das Team am Samstag, den 28. Oktober, einen Befehl erteilen, um dies zu überprüfen ob der Patch ordnungsgemäß funktioniert.