Команда «Вояджера-1» осуществила сложную замену двигателя
Модель космического корабля NASA Voyager. Два Voyager летают с 1977 года и исследуют внешние регионы нашей солнечной системы. Автор: NASA/JPL-Caltech
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration, сокр. NASA (НАСА)) — независимое агентство федерального правительства США, находящееся в подчинении непосредственно президента США. Осуществляет гражданскую космическую программу страны, а также научные исследования воздушного и космического пространств и научно-технологические исследования в области авиации, воздухоплавания и космонавтики (по терминологии, принятой в США — астронавтики).
НАСА было создано в 1958 году после Национального консультативного комитета по воздухоплаванию, чтобы придать политике США по развитию космоса отчётливо гражданскую направленность с упором на мирное применение в космической науке. Википедия
Читайте также:Уникальный ПК, найденный случайно, выставлен на аукционСтарые суперкомпьютеры НАСА стали причиной задержки миссийНАСА надеется решить проблемы со связью «Вояджера-1»NASA обнаружило воду и углерод в образце астероида возрастом 4,5 миллиарда летАстронавт NASA ощутил тревожный «сбой в матрице», когда возвращался на Землю
Пилотируемый космический корабль — пилотируемый космический аппарат, предназначенный для выполнения полётов людей в космическом пространстве и, в частности, доставки людей в космос и безопасного их возвращения на Землю (или иную планету/спутник/космическую станцию).
В своей работе «Космический корабль» 1924 года Константин Эдуардович Циолковский, говоря об аппарате, предназначенном для полёта человека в космос, в основном, называл его иначе: — небесный корабль.
Первым пилотируемым космическим кораблём стал советский корабль Восток-1, на котором Юрий Гагарин совершил первый полноценный космический полёт, облетев Землю с первой космической скоростью.
Одной из основных проблем при конструировании данного класса космических аппаратов является создание безопасной, надёжной и точной системы возвращения экипажа на земную поверхность в виде бескрылого спускаемого аппарата (СА) или космоплана. Википедия
Двигатели работают на жидком гидразине, который превращается в газы и высвобождается в струях длительностью в десятки миллисекунд, чтобы осторожно наклонить антенну космического корабля к Земле. Если бы засоренный двигатель был исправен, ему пришлось бы проводить около 40 таких коротких импульсов в день.
Оба зонда Voyager оснащены тремя наборами или ветвями двигателей: двумя наборами двигателей ориентации и одним набором двигателей коррекции траектории. Во время планетарных пролетов миссии оба типа двигателей использовались для разных целей. Но поскольку Voyager 1 движется по неизменному пути из Солнечной системы, его потребности в двигателях проще, и любую ветвь двигателей можно использовать для направления космического корабля на Землю.
В 2002 году инженерная группа миссии, базирующаяся в Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии, заметила, что некоторые топливные трубки в ветви двигателя ориентации, используемой для наведения, засорились, поэтому команда переключилась на вторую ветвь. Когда в 2018 году эта ветвь показала признаки засорения, команда переключилась на двигатели маневра коррекции траектории и с тех пор использует эту ветвь.
Теперь эти трубы двигателей коррекции траектории засорены еще сильнее, чем первоначальные ответвления, когда команда поменяла их местами в 2018 году.
Засоренные трубки расположены внутри двигателей и направляют топливо в слои катализатора, где оно превращается в газы. (Они отличаются от топливных трубок, которые направляют гидразин в двигатели.) Там, где отверстие трубки изначально было всего 0,01 дюйма (0,25 миллиметра) в диаметре, засорение уменьшило его до 0,0015 дюйма (0,035 мм), или примерно половины ширины человеческого волоса. В результате команде пришлось переключиться обратно на одну из ветвей двигателя ориентации.
Разогрев двигателей
Переключение на другие двигатели было бы относительно простой операцией для миссии в 1980 или даже 2002 году. Но возраст космического корабля привнес новые проблемы, в первую очередь связанные с электропитанием и температурой. Миссия отключила все несущественные бортовые системы, включая некоторые нагреватели, на обоих космических кораблях, чтобы сохранить их постепенно сокращающийся запас электроэнергии, который вырабатывается распадающимся плутонием.
Хотя эти шаги помогли снизить мощность, они также привели к тому, что космический корабль стал холоднее, что усугубилось потерей других несущественных систем, которые вырабатывали тепло. В результате ветви двигателей ориентации стали холодными, и включение их в таком состоянии может повредить их, сделав двигатели непригодными для использования.
Команда определила, что наилучшим вариантом будет прогреть двигатели перед переключением, включив то, что считалось необязательными нагревателями. Однако, как и в случае со многими проблемами, с которыми столкнулась команда Voyager, это представляло собой головоломку: энергоснабжение космического корабля настолько низкое, что включение необязательных нагревателей потребовало бы от миссии отключения чего-то еще, чтобы обеспечить нагреватели достаточным количеством электроэнергии, а все, что в данный момент работает, считается необходимым.
Изучая проблему, они исключили отключение одного из все еще работающих научных приборов на ограниченное время, поскольку существует риск, что прибор не вернется в строй. После дополнительного изучения и планирования инженерная группа определила, что они могут безопасно отключить один из главных нагревателей космического корабля на срок до часа, высвободив достаточно энергии для включения нагревателей двигателей.
Это сработало. 27 августа они подтвердили, что необходимая ветвь двигателя снова заработала, помогая направить Voyager 1 к Земле.
«Все решения, которые нам придется принимать в будущем, потребуют гораздо большего анализа и осторожности, чем когда-либо», — сказала Сюзанна Додд, менеджер проекта Voyager в Лаборатории реактивного движения, которая управляет Voyager для NASA.
Космические корабли исследуют межзвездное пространство, область за пределами пузыря частиц и магнитных полей, созданных солнцем, где ни один другой космический корабль, вероятно, не посетит его в течение длительного времени. Научная группа миссии работает над тем, чтобы Voyagers действовали как можно дольше, чтобы они могли продолжать открывать, какова межзвездная среда.
Источник: NASA
0 комментариев