Πιστωτική εικόνα: NASA
Ο βαθύς χώρος είναι κρύος. Πολύ κρύο. Αυτό είναι ένα πρόβλημα - ειδικά αν πετάτε σε ένα παλιό διαστημόπλοιο. Και τα τροφοδοτικά σας εξασθενίζουν. Και οι γραμμές καυσίμου θα μπορούσαν να παγώσουν ανά πάσα στιγμή. Ω, παρεμπιπτόντως, πρέπει να συνεχίσετε να πετάτε για δεκατρία ακόμη χρόνια.
Ακούγεται σαν θρίλερ επιστημονικής φαντασίας, αλλά αυτό συμβαίνει πραγματικά στο διαστημικό σκάφος της NASA / European Space Agency Ulysses.
Το Ulysses ξεκίνησε το 1990 σε μια πενταετή αποστολή να μελετήσει τον ήλιο. Το σκάφος συγκέντρωσε νέα δεδομένα σχετικά με την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ηλιακού ανέμου. Ανακάλυψε το τρισδιάστατο σχήμα του μαγνητικού πεδίου του ήλιου. Ηχογράφησε ηλιακές εκλάμψεις στον ήλιο και υπερ-ηλιακές εκλάμψεις από μακρινά αστέρια νετρονίων. Ο Οδυσσέας πέταξε ακόμη και στην ουρά του κομήτη Hyakutake, μια απροσδόκητη συνάντηση που ευχαρίστησε τους αστρονόμους.
Η αποστολή έπρεπε να τελειώσει το 1995, αλλά ο Οδυσσέας ήταν πολύ επιτυχής για να παραιτηθεί. Η NASA και η ESA έχουν δώσει τρεις παρατάσεις, πιο πρόσφατα τον Φεβρουάριο του 2004. Ο Οδυσσέας έχει προγραμματιστεί να συνεχίσει μέχρι το 2008, δεκατρία χρόνια περισσότερο από ό, τι είχε αρχικά προγραμματιστεί.
Η εκτεταμένη αποστολή του Οδυσσέα, όπως και πριν, είναι να μελετήσει τον ήλιο. Αλλά αυτή τη στιγμή ο Οδυσσέας απέχει πολύ από το αστέρι μας. Έχει μια συνάντηση με τον Δία, μελετά τον γιγαντιαίο πλανήτη και το μαγνητικό του πεδίο. Το φως του ήλιου εκεί είναι 25 φορές λιγότερο έντονο από ό, τι βιώνουμε στη Γη και ο Οδυσσέας κρύβεται επικίνδυνα.
Τη δεκαετία του 1980, όταν ο Οδυσσέας ήταν ακόμα στη Γη και συγκεντρώθηκε, οι σχεδιαστές αποστολής γνώριζαν ότι το διαστημικό σκάφος θα έπρεπε να αντέξει σε ορισμένες χαμηλές θερμοκρασίες. Έτσι έβαλαν δεκάδες θερμαντήρες επί του σκάφους, όλα τροφοδοτούμενα από μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων ή «RTG». Αυτοί οι θερμαντήρες διατηρούν το Ulysses άνετα ζεστό.
Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα: το RTG εξασθενεί.
«Η ισχύς του RTG έχει μειωθεί από τότε που ξεκίνησε το διαστημικό σκάφος», λέει ο Nigel Angold, ο Διευθυντής Διαστημικών Αεροσκαφών Ulysses ESA της JPL. Η ισχύς RTG εξασθενεί φυσικά καθώς η ραδιενεργή πηγή της αποσυντίθεται. Αυτό είναι όπως αναμενόταν. Αυτό που δεν περίμεναν οι προγραμματιστές ήταν 13 χρόνια επιπλέον λειτουργιών.
«Όταν κυκλοφόρησε το Ulysses το 1990, το RTG παρήγαγε 285 watt. Τώρα έχει μειωθεί στα 207 watt –δεν έχει αρκετή ισχύ για να λειτουργεί ταυτόχρονα τα επιστημονικά όργανα και οι θερμαντήρες », σημειώνει ο Angold.
Μέσα στον Οδυσσέα η θερμοκρασία ποικίλλει από τόπο σε τόπο. «Πολλά από τα επιστημονικά όργανα βρίσκονται ήδη κάτω από το πάγωμα (0 C)», λέει ο θερμομηχανικός του Οδυσσέα, Φερνάντο Κάστρο. "Είναι εντάξει, γιατί μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλή θερμοκρασία." Αλλά οι γραμμές καυσίμου είναι ένα άλλο θέμα. Αιωρούνται περίπου 3 μοίρες πάνω από το μηδέν, "και αν παγώσουν είμαστε σε μπελάδες."
Οι γραμμές καυσίμου είναι κρίσιμες για την αποστολή. Παρέχουν προωθητικό υδραζίνης στους οκτώ προωθητές του πλοίου. Κάθε εβδομάδα, οι ελεγκτές εδάφους πυροδοτούν τους προωθητές για να κρατήσουν την κεραία του Ulysses να δείχνει προς τη Γη. Οι προωθητές δεν θα λειτουργήσουν εάν η υδραζίνη παγώσει. Κανένας προωθητής δεν σημαίνει επικοινωνία. Η αποστολή θα χαθεί.
Περίπου οκτώ μέτρα φίδι γραμμής καυσίμου μέσα από το διαστημόπλοιο. Κάθε στροφή και στροφή είναι ένα πιθανό κρύο σημείο, ένα μέρος όπου η υδραζίνη μπορεί να αρχίσει να στερεοποιείται. «Εάν η υδραζίνη παγώνει οπουδήποτε, δεν ξέρω αν μπορούμε να την ξεπαγώσουμε με ασφάλεια», ανησυχεί ο Κάστρο. Όταν η υδραζίνη ξεπαγώνει, διαστέλλεται, πιθανώς αρκετά για να σπάσει τις γραμμές καυσίμου. Το προωθητικό υλικό του Οδυσσέα θα ξεθωριάσει άσκοπα στο διάστημα.
Η θερμοκρασία σε οποιοδήποτε δεδομένο σημείο κατά μήκος των γραμμών καυσίμου είναι περίεργα ευαίσθητη σε αυτό που συμβαίνει αλλού στο διαστημικό σκάφος. Η ενεργοποίηση ενός επιστημονικού οργάνου "εδώ" μπορεί να προκαλέσει ψύχρα "εκεί", επειδή παίρνει την ενέργεια μακριά από έναν από τους θερμαντήρες. Ενεργοποίηση ενός προωθητήρα, αναπαραγωγή ή καταγραφή δεδομένων: σχεδόν οτιδήποτε μπορεί να διαταράξει την ευαίσθητη θερμική ισορροπία του Οδυσσέα.
Πάνω: Το περίπλοκο εσωτερικό του Οδυσσέα. Τα σκοτεινά μπλοκ είναι επιστημονικά όργανα και άλλες συσκευές. Οι γραμμές καυσίμου, που υποδηλώνονται με κόκκινο, μπλε και πράσινο, οδηγούν από μια κεντρική δεξαμενή υδραζίνης στους προωστήρες. Κάντε κλικ εδώ για να δείτε περιοχές που είναι πιο ευάλωτες στην κατάψυξη.
Ακόμη και η απλή πράξη αποστολής ενός διαστημικού σκάφους ενός μηνύματος μπορεί να προκαλέσει προβλήματα. Ο μηχανικός συστημάτων Andy McGarry θυμάται, «τον περασμένο μήνα στέλνουμε κάποιες νέες εντολές στον Ulysses όταν η θερμοκρασία άρχισε να πέφτει, 0,8 βαθμούς C κοντά στις γραμμές καυσίμου. Ήμασταν λιγότερο από ένα βαθμό από το σημείο πήξης της υδραζίνης - πολύ κοντά για άνεση. "
Οι μηχανικοί βρήκαν γρήγορα το πρόβλημα. «Όλα τα επιστημονικά όργανα του Οδυσσέα είχαν ενεργοποιηθεί για να μελετήσουν τον Δία», εξηγεί ο McGarry, «και αυτό επιβαρύνει το RTG στα όριά του». Ο Οδυσσέας θα είχε πρόβλημα να υποστηρίξει ακόμη μία συσκευή. Αλλά όταν έφτασε ένα σήμα από τη Γη, μια άλλη συσκευή ενεργοποιήθηκε αυτόματα: ο αποκωδικοποιητής, ο οποίος μεταφράζει ραδιοσήματα σε μια ροή δυαδικών και μηδενικών που κατανοούνται από τους υπολογιστές του Οδυσσέα. «Ο αποκωδικοποιητής κλέβει δύναμη από τους θερμαντήρες.»
Έκτοτε, οι ελεγκτές εδάφους έχουν μάθει να διατηρούν σύντομες τις μεταδόσεις τους στο Ulysses, οπότε η θερμοκρασία δεν μπορεί να πέσει πολύ μακριά.
Ο Οδυσσέας πρόκειται να απομακρυνθεί από τον Δία και να επιστρέψει στον ήλιο. Τελικά η ηλιακή θέρμανση θα κρατήσει την υδραζίνη ζεστή και οι ενσωματωμένοι θερμαντήρες μπορούν να απενεργοποιηθούν, "αλλά αυτό δεν θα συμβεί μέχρι το 2007", λέει ο Angold. Εν τω μεταξύ, οι μηχανικοί της JPL παρακολουθούν συνεχώς το διαστημικό σκάφος.
Ο επιστήμονας της αποστολής Steve Suess στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσης της NASA Marshall πιστεύει ότι αξίζει τον κόπο. «Η εκτεταμένη αποστολή μας δίνει την ευκαιρία να μάθουμε πολλά περισσότερα για τον ήλιο.» Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το Solar Minimum. Η ηλιακή δραστηριότητα αυξάνεται και εξαφανίζεται κάθε 11 χρόνια, εξηγεί. Ο Οδυσσέας μελέτησε την ήσυχη φάση του ήλιου, Solar Minimum, μεταξύ 1994 και 1995. Τώρα ο Οδυσσέας το κάνει ξανά. «Το επόμενο Solar Minimum πρόκειται να ολοκληρωθεί γύρω στο 2006», λέει ο Suess, «αλλά δεν θα είναι το ίδιο με πριν». Το 2001 το μαγνητικό πεδίο του ήλιου ανατράπηκε. Ο βόρειος πόλος μετατοπίστηκε νότια και το αντίστροφο. Μαγνητικά, ο ήλιος είναι τώρα ανάποδα. Πώς θα επηρεάσει αυτό το Solar Minimum;
Ίσως θα ανακαλύψει ο Οδυσσέας; αν δεν παγώσει πρώτα στο θάνατο.
Πρωτότυπη πηγή: Επιστημονική ιστορία της NASA
