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lunedì 4 dicembre 2017

Voyager 1, testati con successo propulsori di assetto che non venivano accesi da 37 anni

(Credit NASA/JPL-Caltech)

NEWS SPAZIO :- Una piccola notizia in sé, un evento comunissimo in astronautica, ma da cui possiamo leggere anche un bel significato simbolico.

Immaginate, una sala di controllo, un satellite che a causa della sua attività ha bisogno di un piccolo aggiustamento dell'assetto per restare orientato verso Terra ed essere quindi in grado di comunicare con noi. Il team di missione invia alla sonda i giusti comandi e questa li esegue, accendendo i propulsori di assetto per effettuare la manovra.

Ebbene, qualcosa di simile è accaduto pochi giorni fa al NASA Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California. La cosa che fa notizia è che la sonda in questione è il Voyager 1 ed i razzi che si sono accesi erano dormienti da ben 37 anni!



Tempo fa comprai un nuovo computer portatile, e dopo 2 anni e mezzo, praticamente appena finita la garanzia, si è schiantata la scheda madre. E' vero, è successo a me. E mi è anche stato chiesto di pagare più di 700 euro per la riparazione, cosa che non ho ovviamente fatto, ed ho preferito comprare un nuovo computer.

Questo per dire che accendersi al 1° colpo per dei propulsori rimasti inattivi per 37 anni, e che si trovano a circa 21 miliardi di km da noi è davvero un grande successo. Ma veniamo ai fatti.

Innanzi tutto vi rimando a questo post dello scorso Settembre


in cui abbiamo celebrato i 40 anni dal lancio della sonda Voyager 1, un programma spaziale tra i più ambiziosi per due sonde che sono le più lontane in assoluto e le più veloci di sempre.
Voyager 1 è l'unico oggetto realizzato dall'uomo a sfrecciare all'interno dello spazio interstellare, l'ambiente che c'è tra due stelle (andate alla sezione dedicata del blog qui) e Voyager 2 lo raggiungerà nei prossimi anni.

Per orientarsi verso Terra Voyager 1 utilizza piccoli propulsori che si accendono in impulsi di pochi millisecondi per effettuare le piccole rotazioni necessarie per mantenere il giusto assetto.
Questi propulsori vengono chiamati ACT, Attitude Control Thrusters (propulsori per il controllo dell'assetto). Ma dal 2014 è stato osservato che questi ACS iniziavano a degradarsi. Nel tempo occorreva accenderli per un numero maggiore di impulsi al fine di produrre la stessa quantità di energia.

Il personale di missione ha quindi messo in piedi una squadra di esperti del JPL per studiare il problema. Ciò ha significato analizzare decine di anni di dati e controllare software che era stato scritto all'epoca, realizzato in un vecchio linguaggio assembler.
Ed il team (Chris Jones, Robert Shotwell, Carl Guernsey e Todd Barber) se ne è uscito con una soluzione inusuale, cioè ipotizzare di poter orientare il Voyager utilizzando un differente gruppo di propulsori, originariamente usati per fare altro.

Si tratta dei propulsori TCM, o Trajectory Correction Maneuver (propulsori per manovra di correzione di traiettoria). Nei primi periodi della missione (torniamo indietro di decenni quindi) Voyager è passato vicino a Giove, Saturno ed alle loro lune.
Per effettuare questi flyby con la necessaria precisione e per puntare gli strumenti di bordo nella giusta direzione venivano utilizzati proprio i propulsori TCM, i quali sono identici in dimensione e funzionalità agli ACT.
Una differenza rispetto agli ACT è che i TCM non venivano utilizzati per accendersi in brevi impulsi, ma venivano usati per accensioni continue e prolungate. E quindi i TCM del Voyager 1 non sono mai stai accesi per brevi impulsi di variazione di orientamento.

Ma cosa davvero molto importante è che dall'ultimo flyby con Saturno i TCM non sono mai più stati utilizzati. Dall' 8 Novembre 1980, da 37 anni cioè!

Tutti i propulsori del Voyager sono stati realizzati dalla Aerojet Rocketdyne. Lo stesso tipo, denominato MR-103, ha volato in altre missioni NASA, ad esempio Cassini e Dawn.

E veniamo ai giorni nostri. Il 28 Novembre scorso è stato comandato al Voyager di accendere i 4 TCM, per la prima volta dopo 37 anni, per testare la loro abilità di orientare il veicolo spaziale, con impulsi di 10 millisecondi.
Il team ha atteso con impazienza i risultati di questo test, ben 19 ore e 35 minuti per raggiungere l'antenna del DSN (Deep Space Network) di Goldstone, in California.

E Mercoledì 29 Novembre la risposta è stata ricevuta, tutto ha funzionato alla perfezione, i TCM hanno svolto il loro compito esattamente come lo avrebbero fatto gli ACT.

Suzanne Dodd (project manager for Voyager, NASA JPL): "Con questi propulsori che sono ancora funzionanti dopo 37 anni, saremo in grado di estendere la vita del Voyager 1 di due o tre anni".

Il programma prevede di continuare su questa strada e mettere online i TCM per prendere il posto degli ACT a partire da Gennaio.
C'è un ma! Per effettuare questa variazione Voyager 1 deve accendere un riscaldatore per ogni propulsore. Quest'operazione richiede energia, che come sappiamo è una risorsa limitata. E quando non ve ne sarà a sufficienza per utilizzare i riscaldatori, il team di missione tornerà ad usare gli ACT per il controllo dell'assetto della sonda.

Ad ogni modo, il test è andato così bene che con molta probabilità il team di missione effettuerà la stessa prova sui TCM del Voyager 2, la nave spaziale gemella di Voyager 1.

C'è però da dire che ad oggi gli ACT di Voyager 2 non presentano segni di degradazione della loro performance.

Grande risultato, vero?

Fonte dati, NASA.

11 commenti:

  1. Grande risultato? GRANDISSIMO direi, poter ricevere per 2 o 3 anni in più o anche più dalle sonde Voyager, personalmente è un sogno distante oltre 20 Miliardi di chilometri che si AVVERA.
    Il mio sogno "proibito" è che si possa ricevere anche oltre 5 anni, tanto da permettere ad entrambe le Voyager di "informarci" ulteriormente sempre più.

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  2. Sergio ci puoi sintetizzare (in linguaggio comprensibile ai non addetti ai lavori) quali informazioni ci sta inviando Voyager? Grazie.
    Aldo

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    1. Aldo scusa se mi intrometto nella domanda che spero Sergio, risponderà prossimamente ma vorrei riportarti cosa dice Ed Stone, scienziato del JPL (Nasa) che ha partecipato fin dall'inizio al Programma Voyager.
      «E la cosa più emozionante è che ciò che le Voyager ci racconteranno nei prossimi anni sarà probabilmente qualcosa che non sapevamo fosse là fuori, in attesa di essere scoperta.»

      Nonostante la distanza, continuano a inviare informazioni del cosiddetto “mezzo interstellare”, ossia quel misterioso ambiente che esiste tra le stelle, permeato da raggi cosmici, nubi di gas e altro ancora da scoprire.

      Voyager 1 tra 40.000 anni passerà a 1,6 anni luce dalla stella Gliese 445, nella costellazione della Giraffa.
      La sua gemella Voyager 2 invece, tra 40.000 anni passerà a 1,7 anni luce dalla stella Ross 248.

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    2. Aldo, ecco gli strumenti scientifici a bordo di Voyager 1 che sono ancora attivi. Altri o hanno funzionalità degradate o sono stati spenti per risparmiare energia.

      Cosmic Ray Subsystem (CRS)
      Misura i flussi delle particelle ad alta energia emesse o dal Sole o provenienti da altrove nella galassia, determinandone lo spettro di energia e l'andamento nel tempo, anche per elettroni e nuclei di idrogeno ed elio, flussi di protoni, ed altri elementi così come i loro isotopi.

      Low Energy Charged Particle Instrument (LECP)
      Misura lo spettro di varie particelle atomiche, anche qui radiazione cosmica galattica, specialmente quella a bassa energia, nonché le loro variazioni nel tempo.
      Sono misurate anche le particelle energetiche di origine solare associate a brillamenti ed a regioni solari più attive, particelle energetiche di origine planetaria ed interplanetaria.

      Magnetometer (MAG)
      Il suo compito principale è quello di misurare le variazioni nel campo magnetico del Sole e l'andamento con la distanza ed il tempo, per determinare se qualcuno dei pianeti esterni del sistema solare ha un campo magnetico e come le lune e gli anelli dei pianeti esterni interagiscono con questi campi magnetici.

      Plasma Wave System (PWS)
      Fornisce informazioni sulle interazioni delle onde di particelle ed i loro effetti sui pianeti esterni, utili per meglio comprendere le dinamiche delle loro magnetosfere e le proprietà del mezzo interplanetario distante.

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    3. Ottimo direi.. Se tutti questi strumenti scientifici, resteranno funzionanti ancora per almeno altri 5 anni, si avranno tantissime informazioni e più certezze che dubbi su una ragione spaziale difficilmente ancora raggiungile nei prox 40 anni.

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  3. SI NOI TANTO TRA100 anni non ci saremo piu ne noi nei i miei figli ed nipoti hhaaaaa

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    1. Grazie per il tuo contributo, ma un programma spaziale è di respiro un po' più vasto, non si ferma ai nipoti ma abbraccia un po' tutto il futuro della comunità intera

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    2. Tra meno di 10 anni le batterie nucleari non potranno più alimentare la sonda.

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  4. In ogni caso sono obbligati ad usare i propulsori perché i giroscopi di assetto (reaction wheels) non sono funzionanti?

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    1. Il punto è ruotare in modo da mantenere l'antenna puntata verso Terra

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  5. Sarebbe bello vedere delle future missioni spaziali con fine ultimo di diventare sonde interstellari.

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