Voyager 1 e 2, un nuovo piano per aumentare la loro vita operativa, by NASA!

(Credit NASA/JPL-Caltech)

NEWS SPAZIO :- Sono un autentico gioiello dell'umanità, due navicelle spaziali molto speciali, che da 42 anni volano al di là del nostro sistema solare, le sonde gemelle Voyager

http://newsspazio.blogspot.com/search/label/voyager

che si trovano oggi all'impressionante distanza da noi di 18 miliardi di km.

Il punto è che entrambe hanno sempre meno energia per alimentare gli strumenti scientifici. Negli anni i tecnici di missione hanno ideato strategie molto creative ed una meticolosa pianificazione per mantenerle il più possibile in buona salute.

Adesso un nuovo piano è pronto per aumentare la vita operativa di questi stupendi robot "vintage". M è un piano che include fare scelte difficili, sugli strumenti di bordo e sui propulsori.

Occorre decidere quali parti continuare ad alimentare e quali spegnere, in entrambe le sonde. E l'urgenza maggiore è per Voyager 2, perché rispetto a Voyager 1 a bordo ha uno strumento scientifico in più, e quindi consuma più energia.

Dopo lunghe discussioni con i team scientifici, i manager di missione hanno recentemente spento un riscaldatore per lo strumento CRS (Cosmic Ray Subsystem) a bordo di Voyager 2.

CRS ha avuto un ruolo fondamentale lo scorso Novembre nel determinare che la sonda era uscita dall'Eliosfera, la bolla protettiva creata da un costante flusso di particelle ionizzate provenienti dal nostro Sole

http://newsspazio.blogspot.com/2018/12/voyager-2-anche-lei-ha-lasciato-la.html

Da allora le due sonde hanno inviato a Terra dettagli su come la nostra Eliosfera interagisce con il vento che scorre nello spazio interstellare.

Ma le scoperte di questa missione non solo ci danno informazioni su di un territorio davvero inesplorato, ci aiutano anche a comprendere la natura stessa dell'energia e della radiazione nello spazio, informazioni chiave per proteggere le future missioni e gli astronauti, anche quando operano più vicino a casa.

Ed il fatto sorprendente è che i membri di missione possono confermare che il CRS di Voyager 2 continua ad inviare dati, nonostante lo spegnimento del riscaldatore ne abbia fatto precipitare la temperatura a -59°C. Questo valore è più basso della temperatura a cui era stato testato più di 42 anni fa, che era di -45°C.

E non è la prima volta, un altro strumento del Voyager ha continuato a funzionare per anni, dopo che la sua temperatura era scesa molto al di sotto della temperatura a cui era stato testato.

Suzanne Dodd (Voyager Project Manager, NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California): "E' incredibile che gli strumenti del Voyager si siano dimostrati così resistenti. Siamo orgogliosi che abbiano resistito alla prova del tempo. La lunga vita del veicolo spaziale significa che abbiamo a che fare con scenari che non avremmo mai pensato di incontrare. Continueremo ad esplorare ogni opzione che abbiamo per mantenere i Voyager  in grado di fare la migliore scienza possibile".

Mentre sfreccia nello spazio interstellare Voyager 2 continua a mandare dati da 5 strumenti. Oltre al Cosmic Ray Instrument (che rileva le particelle ad alta velocità che possono avere origine dal nostro Sole o da fonti esterne al nostro sistema solare) vi sono 2 strumenti dedicati allo studio del plasma (il gas in cui gli atomi sono stati ionizzati e gli elettroni fluttuano liberamente) ed un magnetometro (che misura i campi magnetici).

Registrando i dati da varie direzioni, lo strumento "Low-Energy Charged Particle" è particolarmente utile per studiare la transizione della sonda, via dalla nostra Eliosfera.

Poiché CRS può guardare solamente in alcune direzioni fisse, il team scientifico della missione ha deciso di spegnere per primo il suo riscaldatore.

E per quanto riguarda il Voyager 1, che ha attraversato lo spazio interstellare nell'Agosto 2012,

http://newsspazio.blogspot.com/2013/09/voyager-1-ha-lasciato-la-zona-di.html

questo continua a collezionare dati dal suo Cosmic Ray Instrument, da uno degli strumenti per lo studio del plasma, dal magnetometro e dal Low-Energy Charged Particle Instrument.

Il controllo della temperatura a bordo delle sonde Voyager è un aspetto fondamentale per la vita della missione. Ad esempio, se le line di propellente che alimentano i razzi di manovra che mantengono il veicolo spaziale correttamente orientato dovessero congelarsi, le antenne di bordo potrebbero smettere di puntare verso la Terra. E questo impedirebbe sia agli ingegneri di inviare comandi alle sonde, che di ricevere da queste i dati scientifici. La missione sarebbe persa.

Per questo le sonde Voyager sono state progettate per riscaldarsi da sole. Ma i riscaldatori, e gli strumenti, richiedono entrambi energia, la quale diminuisce costantemente a bordo di entrambi i Voyager.

Ogni Voyager è alimentato infatti da 3 generatori  termoelettrici a radioisotopi o RTG (Radioisotope Thermoelectric Generator), che producono calore attraverso il decadimento naturale dei radioisotopi plutonio-238. Il calore viene poi convertito in energia elettrica.

Poiché l'energia termica del plutonio negli RTG diminuisce e l'efficienza interna per produrre energia elettrica diminuisce anch'essa nel tempo, ognuna delle due Voyager produce ogni anno circa 4 watt di potenza elettrica in meno.

Questo significa che i generatori producono circa il 40% in meno rispetto a quanto producevano 42 anni fa, al lancio. E ciò limita il numero di sistemi che possono funzionare sul veicolo spaziale.

Il nuovo piano di gestione energetica esplora molteplici opzioni per gestire la diminuzione dell'energia a bordo, tra cui lo spegnimento di altri riscaldatori di altri strumenti scientifici nei prossimi anni.

Un'altra sfida che è stata affrontata è gestire il degrado di alcuni dei propulsori di bordo, i quali sparano piccoli impulsi per ruotare delicatamente il veicolo spaziale.

Ciò ha creato problemi nel 2017, quando il controllo missione notò che alcuni propulsori su Voyager 1 funzionavano male. Anche qui la soluzione adottata fu stupefacente. Ne parlammo qui

http://newsspazio.blogspot.com/2017/12/voyager-1-testati-con-successo.html

Anche i propulsori di Voyager 2 hanno iniziato a degradarsi. Ed i manager di missione hanno deciso di adottare la stessa soluzione, questo mese. Verranno utilizzati un altro insieme di propulsori, i Trajectory Correction Maneuver Thrusters che in questa sonda non vengono più utilizzati dal 1989, durante l'incontro con Nettuno.

Ad ogni modo, il piano NASA per gestire l'energia e l'invecchiamento dei componenti di bordo, dovrebbe assicurare che entrambe le sonde Voyager possano continuare ad operare nello spazio interstellare ancora per parecchi anni. Davvero stupefacente!

Fonte dati, NASA.