Voyager 1 вышел в межзвездное пространство

[andr59]

Окончание.

В.: Сколько худших сценариев у вас на столе, и сколько планов Б на случай, если это произойдет?
О.: У нас есть несколько потенциальных отказов, на случай которых мы создали резервные файлы. Файлы проверены и готовы к отправке на космический корабль, если потребуется.
Конечно, мы не можем охватить все возможные аномалии, но мы стараемся быть готовыми к наиболее вероятным из них». -SD

Подробней на :
https://www.reddit.com/r/askscience/comments/1e4nsk3/askscience_ama_series_were_the_team_that_fixed/

[andr59]

Что случилось?
Топливная трубка внутри двигателей забилась диоксидом кремния - побочным продуктом, который со временем образуется из резиновой мембраны в топливном баке космического корабля. Засорение снижает эффективность работы двигателей. После нескольких недель тщательного планирования команда переключила космический корабль на другой набор двигателей (трубки которых засорились раньше, но меньше). вот что сообщает Лаборатория реактивного движения (JPL) НАСА:

Voyager 1 Team Accomplishes Tricky Thruster Swap
Sept. 10, 2024

Команда «Вояджера-1» осуществила сложное переключение двигателя.
10 сентября 2024 г.
https://www.jpl.nasa.gov/news/voyager-1-team-accomplishes-tricky-thruster-swap

Космический аппарат использует свои двигатели, чтобы оставаться нацеленным на Землю, но после 47 лет пребывания в космосе некоторые топливные трубки засорились.

Инженеры, работающие над зондом НАСА «Вояджер-1», успешно устранили проблему с двигателями космического аппарата, которые удерживают далекого исследователя направленным на Землю, чтобы он мог получать команды, отправлять инженерные данные и предоставлять уникальные научные данные, которые он собирает.

Спустя 47 лет топливная трубка внутри двигателей забилась диоксидом кремния - побочным продуктом, который появляется с возрастом из резиновой мембраны в топливном баке космического корабля. Засорение снижает эффективность работы двигателей. После нескольких недель тщательного планирования команда переключила космический корабль на другой набор двигателей.

Двигатели работают на жидком гидразине, который превращается в газы и выделяется струйками продолжительностью в десятки миллисекунд, чтобы плавно наклонить антенну космического аппарата в сторону Земли. Если бы засоренный двигатель был исправен, ему потребовалось бы выполнять около 40 таких коротких импульсов в день. ---   If the clogged thruster were healthy it would need to conduct about 40 of these short pulses per day.

Оба зонда «Вояджер» оснащены тремя наборами, или ветвями, двигателей: двумя наборами двигателей ориентации и одним набором двигателей коррекции траектории. Во время пролетов планет оба типа двигателей использовались для разных целей. Но поскольку «Вояджер-1» движется по неизменному пути за пределы Солнечной системы, его потребности в двигателях упрощаются, и для наведения аппарата на Землю можно использовать любую из ветвей двигателей.

В 2002 году инженерная группа миссии, работающая в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, заметила, что некоторые топливные трубки в ветви двигателя ориентации, используемой для наведения, засорились, и команда переключилась на вторую ветвь. Когда в 2018 году и эта ветвь показала признаки засорения, команда переключилась на маневровые двигатели коррекции траектории и с тех пор использует эту ветвь.

Теперь трубки маневровых двигателей коррекции траектории засорены еще сильнее, чем первоначальные трубки, когда команда поменяла их местами в 2018 году. Засорившиеся трубки находятся внутри двигателей и направляют топливо в катализаторы, где оно превращается в газы. (Они отличаются от топливных трубок, которые направляют гидразин в двигатели). Если первоначально диаметр отверстия трубки составлял всего 0,01 дюйма (0,25 миллиметра), то в результате засорения он уменьшился до 0,0015 дюйма (0,035 мм), или примерно до половины ширины человеческого волоса. В результате команде пришлось переключиться на одну из ветвей двигателей ориентации.

Разогрев двигателей.
Переход на другие двигатели был бы относительно простой операцией для миссии 1980 или даже 2002 года. Но возраст космического аппарата создал новые проблемы, в первую очередь связанные с электропитанием и температурой. Миссия отключила все несущественные бортовые системы, включая некоторые нагреватели, на обоих космических аппаратах, чтобы сберечь постепенно сокращающийся запас электроэнергии, который вырабатывается распадающимся плутонием.

Хотя эти меры позволили снизить энергопотребление, они также привели к тому, что космический корабль стал холоднее, и этот эффект усугубился потерей других неосновных систем, которые вырабатывали тепло. В результате ветви тяги ориентации стали холодными, и включение их в таком состоянии может повредить их, что сделает тягу непригодной для использования.

Команда решила, что лучшим вариантом будет прогреть двигатели перед переключением, включив те нагреватели, которые считались неосновными. Однако, как и в случае со многими другими проблемами, с которыми столкнулась команда «Вояджера», здесь возникла загадка: запас энергии на космическом корабле настолько мал, что включение неосновных нагревателей потребовало бы отключения чего-то еще, чтобы обеспечить нагреватели достаточным количеством электроэнергии, а все, что работает в данный момент, считается необходимым.

Изучая этот вопрос, инженеры исключили возможность отключения одного из все еще работающих научных приборов на ограниченное время, поскольку существует риск, что прибор не вернется в строй. После дополнительных исследований и планирования команда инженеров решила, что может безопасно отключить один из основных нагревателей космического корабля на час, высвободив достаточно энергии для включения нагревателей двигателей.

Это сработало. 27 августа они подтвердили, что необходимая ветвь двигателей снова работает и помогает направить «Вояджер-1» к Земле.

"Все решения, которые нам придется принимать в дальнейшем, потребуют гораздо большего анализа и осторожности, чем раньше", - сказала Сюзанна Додд, руководитель проекта ,,Вояджер" в Лаборатории реактивного движения, которая управляет ,,Вояджером" для НАСА.

Космические аппараты исследуют межзвездное пространство - область за пределами пузыря частиц и магнитных полей, создаваемых Солнцем, куда, скорее всего, еще долгое время не заглянут никакие другие аппараты. Научная команда миссии работает над тем, чтобы «Вояджеры» проработали как можно дольше, чтобы они могли продолжить изучение межзвездной среды.

[ОАЯ]

Способность разбираться в проблемах в удаленном режиме и парировать неисправности - лучшая черта команды "Вояджера"

Видимо уместно: 

Спойлер

Компания Aerojet, входящая в состав GenCorp (NYSE: GY), совместно с Lockheed Martin...
Семейство двигателей MR-104 изначально обеспечивало космическую двигательную установку для миссий "Вояджер-1" и "Магеллан". Последующие варианты MR-104 обеспечивали двигательную установку для Landsat и NOAA, а также для других правительственных программ США...
Приемочные испытания успешно продемонстрировали несколько новых конструктивных особенностей двигателя MR-104, включая недавно разработанный топливный клапан с резервированием серии 120 Вольт, нагреватель слоя катализатора мощностью 120 вольт / 40 ватт, новый датчик давления в камере и встроенную конфигурацию установки подруливающего устройства.
https://www.spacefoundation.org/2011/03/30/aerojet-completes-acceptance-testing-on-first-mr-104g-engine-supporting-nasas-orion-crew-exploration-vehicle/

[свернуть]

[Liss]

26 сентября на КА Voyager 1 с целью экономии электроэнергии отключен плазменный прибор PLS：
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-turns-off-science-instrument-to-save-voyager-2-power/

[andr59]

26 сентября на КА Voyager 1 с целью экономии электроэнергии отключен плазменный прибор PLS：

На  КА Voyager 2 был отключен плазменный прибор PLS, на  КА Voyager 1, согласно статье, он перестал работать в 1980 году и был отключен в 2007 году.

[Rocinante]

https://x.com/NASAVoyager/status/1841246277880988121

Voyager 2:

I will, however, still be monitoring plasma in the interstellar medium with my plasma wave subsystem (PWS)

Однако, я продолжу мониторить плазму в межзвёздной среде с помощью моей плазменной волновой подсистемы (?)

[Liss]

26 сентября на КА Voyager 1 с целью экономии электроэнергии отключен плазменный прибор PLS：

На  КА Voyager 2 был отключен плазменный прибор PLS, на  КА Voyager 1, согласно статье, он перестал работать в 1980 году и был отключен в 2007 году.

Да, конечно, отключили на втором.

[andr59]

В октябре у Вояджера-1 возникли новые проблемы теперь связанные со связью, которые были частично решены переходом с передатчика Х-диапазона на передатчик S-диапазона которым не пользовались с 1981 года. Об этом в статье за 28 октября 2024.

After Pause, NASA's Voyager 1 Communicating With Mission Team
Tony Greicius
Posted on October 28, 2024

После паузы космический аппарат НАСА «Вояджер-1» выходит на связь с командой миссии
Тони Грейциус
Опубликовано 28 октября 2024 г.
https://blogs.nasa.gov/voyager/2024/10/28/after-pause-nasas-voyager-1-communicating-with-mission-team/

24 октября НАСА восстановило связь с космическим аппаратом «Вояджер-1» после короткого перерыва в общении. Недавно космический аппарат отключил один из двух своих радиопередатчиков, и сейчас специалисты работают над тем, чтобы определить, что стало причиной этой проблемы.
По всей видимости, отключение передатчика было вызвано срабатыванием системы защиты космического аппарата от сбоев, которая автономно реагирует на проблемы на борту. Например, если космический аппарат перерасходует свой запас энергии, система защиты от сбоев будет экономить энергию, отключая системы, которые не являются необходимыми для поддержания полета космического аппарата. Но может пройти от нескольких дней до нескольких недель, прежде чем команда сможет определить основную проблему, вызвавшую срабатывание системы защиты от сбоев.
Когда команда, базирующаяся в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, передает космическому аппарату инструкции по сети Deep Space Network, «Вояджер-1» отправляет обратно инженерные данные, которые команда оценивает, чтобы определить, как аппарат отреагировал на команду. Обычно этот процесс занимает несколько дней: почти 23 часа уходит на то, чтобы команда преодолела более 15 миллиардов миль (24 миллиарда километров) от Земли до космического корабля, и еще 23 часа - на то, чтобы данные вернулись обратно.

16 октября команда отправила команду на включение одного из обогревателей космического корабля. Хотя «Вояджер-1» должен был иметь достаточно энергии для работы обогревателя, команда вызвала срабатывание системы защиты от сбоев. Команда узнала о проблеме, когда 18 октября сеть Deep Space Network не смогла обнаружить сигнал «Вояджера-1».
Обычно космический аппарат связывается с Землей с помощью так называемого радиопередатчика X-диапазона, названного так из-за специфической частоты, которую он использует. Команда правильно предположила, что система защиты от сбоев снизила скорость отправки данных передатчиком. Этот режим требует меньшей мощности от космического аппарата, но при этом изменяется сигнал X-диапазона, который должна прослушивать Deep Space Network. Инженеры нашли сигнал позже в тот же день, и в остальном «Вояджер-1», казалось, находился в стабильном состоянии, когда команда начала выяснять, что произошло.
Затем, 19 октября, связь, казалось, полностью прекратилась. Команда предположила, что на «Вояджере-1» еще дважды срабатывала система защиты от сбоев, которая отключила передатчик X-диапазона и переключилась на второй радиопередатчик, называемый S-диапазоном. Хотя S-диапазон потребляет меньше энергии, «Вояджер-1» не использовал его для связи с Землей с 1981 года. Он использует другую частоту, чем передатчики X-диапазона, и его сигнал значительно слабее. Команда не была уверена, что S-диапазон может быть обнаружен на Земле из-за расстояния до космического аппарата, но инженеры Deep Space Network смогли его найти.

Не рискуя включать X-диапазон до выяснения причин срабатывания системы защиты от сбоев, команда 22 октября отправила команду, чтобы подтвердить работоспособность передатчика S-диапазона. Сейчас команда работает над сбором информации, которая поможет выяснить, что произошло, и вернуть «Вояджер-1» к нормальной работе.
Вояджеры 1 и 2 летают уже более 47 лет и являются единственными двумя космическими аппаратами, работающими в межзвездном пространстве. Их преклонный возраст означает увеличение частоты и сложности технических проблем и новые задачи для команды инженеров.
Более подробную информацию о миссии «Вояджер» можно найти на сайте:
https://science.nasa.gov/mission/voyager.

[Брабонт]

Лучший момент на 3.11

[andr59]

Возобновилась связь с Вояджером-1 по правильному передатчику, использующего Х-диапазон, сообщают:

NASA's Voyager 1 Resumes Regular Operations After Communications Pause
Tony Greicius
Posted onNovember 26, 2024

Космический аппарат НАСА «Вояджер-1» возобновляет регулярную работу после паузы в связи
Тони Грейциус
Опубликовано 26 ноября 2024 г.
https://blogs.nasa.gov/voyager/2024/11/26/nasas-voyager-1-resumes-regular-operations-after-communications-pause/

Операции после паузы в связи
Космический аппарат НАСА «Вояджер-1» возобновил регулярную работу после паузы в связи в прошлом месяце. Зонд неожиданно отключил свой основной радиопередатчик, называемый передатчиком X-диапазона, и включил гораздо более слабый передатчик S-диапазона. Из-за удаленности аппарата от Земли - около 15,4 миллиарда миль (24,9 миллиарда километров) - это отключение не позволило команде миссии загрузить научные данные и информацию об инженерном состоянии аппарата.

В начале этого месяца команда вновь включила передатчик X-диапазона, а затем, начиная с 18 ноября возобновила сбор данных с четырех работающих научных приборов. Сейчас инженеры завершают несколько оставшихся задач, чтобы вернуть "Вояджер-1" в состояние, в котором он находился до возникновения проблемы, например, перезагрузить систему, которая синхронизирует три бортовых компьютера.

Передатчик Х-диапазона был отключен системой защиты космического аппарата от сбоев, когда инженеры включили обогреватель на космическом аппарате. Исторически сложилось так, что если система защиты от сбоев чувствовала, что у зонда слишком мало энергии, она автоматически отключала системы, не являющиеся основными для поддержания полета космического аппарата, чтобы сохранить подачу энергии на критические системы. Но на зондах уже были отключены все несущественные системы, кроме научных приборов. Поэтому система защиты от сбоев отключила передатчик X-диапазона и включила передатчик S-диапазона, который потребляет меньше энергии.

Миссия работает с крайне малым запасом мощности на обоих зондах «Вояджера». Питаясь теплом от распадающегося плутония, который преобразуется в электричество, космические аппараты теряют около 4 ватт энергии каждый год. Около пяти лет назад - примерно через 41 год после запуска космических аппаратов «Вояджер» - команда начала отключать все оставшиеся системы, не являющиеся критически важными для обеспечения полета зондов, включая нагреватели для некоторых научных приборов. К удивлению команды, все эти приборы продолжали работать, несмотря на температуру ниже той, при которой они были протестированы.

У команды есть компьютерные модели, разработанные для предсказания того, сколько энергии должны потреблять различные системы, такие как нагреватели и приборы. Но множество факторов вносят неопределенность в эти модели, включая возраст компонентов и тот факт, что оборудование не всегда ведет себя так, как ожидается.

Поскольку уровень мощности измеряется с точностью до долей ватта, команда также скорректировала способ контроля напряжения на обоих датчиках. Но в начале этого года из-за снижения напряжения пришлось отключить один из научных приборов на «Вояджере-2». В 1990 году миссия отключила несколько приборов на «Вояджере-1», чтобы сэкономить энергию, но после того, как зонд пролетел мимо Юпитера и Сатурна, эти приборы больше не использовались. Из 10 научных приборов, установленных на каждом аппарате, четыре сейчас используются для изучения частиц, плазмы и магнитных полей в межзвездном пространстве.

Вояджеры 1 и 2 летают уже более 47 лет и являются единственными двумя космическими аппаратами, работающими в межзвездном пространстве. Их преклонный возраст означает увеличение частоты и сложности технических проблем и новые задачи для команды инженеров миссии.

[zandr]

https://blogs.nasa.gov/voyager/2025/03/05/nasa-turns-off-2-voyager-science-instruments-to-extend-mission/
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-turns-off-two-voyager-science-instruments-to-extend-mission/

NASA Turns Off 2 Voyager Science Instruments to Extend Mission
A stylized illustration of the Voyager spacecraft against a purple and blue starry background.
An artist's concept depicts one of NASA's Voyager probes. The twin spacecraft launched in 1977. Credit: NASA/JPL-Caltech
The farthest-flung human-made objects will be able to take their science-gathering even farther, thanks to these energy-conserving measures.
Mission engineers at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Southern California turned off the cosmic ray subsystem experiment aboard Voyager 1 on Feb. 25 and will shut off Voyager 2's low-energy charged particle instrument on March 24. Three science instruments will continue to operate on each spacecraft. The moves are part of an ongoing effort to manage the gradually diminishing power supply of the twin probes.
Launched in 1977, Voyagers 1 and 2 rely on a radioisotope power system that generates electricity from the heat of decaying plutonium. Both lose about 4 watts of power each year.

Спойлер

"The Voyagers have been deep space rock stars since launch, and we want to keep it that way as long as possible," said Suzanne Dodd, Voyager project manager at JPL. "But electrical power is running low. If we don't turn off an instrument on each Voyager now, they would probably have only a few more months of power before we would need to declare end of mission."

The two spacecraft carry identical sets of 10 science instruments. Some of the instruments, geared toward collecting data during planetary flybys, were turned off after both spacecraft completed their exploration of the solar system's gas giants.

The instruments that remained powered on well beyond the last planetary flyby were those the science team considered important for studying the solar system's heliosphere, a protective bubble of solar wind and magnetic fields created by the Sun, and interstellar space, the region outside the heliosphere. Voyager 1 reached the edge of the heliosphere and the beginning of interstellar space in 2012; Voyager 2 reached the boundary in 2018. No other human-made spacecraft has operated in interstellar space.

[свернуть]

Last October, to conserve energy, the project turned off Voyager 2's plasma science instrument, which measures the amount of plasma — electrically charged atoms — and the direction it is flowing. The instrument had collected only limited data in recent years due to its orientation relative to the direction that plasma flows in interstellar space. Voyager 1's plasma science instrument had been turned off years ago because of degraded performance.
...

Инженеры миссии в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии 25 февраля отключили эксперимент с подсистемой космических лучей CRS на борту «Вояджера-1», а 24 марта отключат инструмент «Вояджера-2» с низкоэнергетическими заряженными частицами LECP. На каждом космическом аппарате продолжат работу три научных прибора. Эти шаги являются частью продолжающихся усилий по управлению постепенно уменьшающимся источником питания двойных зондов.
Запущенные в 1977 году, «Вояджеры-1» и «Вояджеры-2» работают на радиоизотопной энергетической системе, которая вырабатывает электричество из тепла распадающегося плутония. Оба теряют около 4 Вт мощности каждый год.
...
В октябре прошлого года, чтобы сохранить энергию, проект отключил плазменный научный инструмент «Вояджера-2», который измеряет количество плазмы — электрически заряженных атомов — и направление ее движения. В последние годы инструмент собирал лишь ограниченные данные из-за его ориентации относительно направления потока плазмы в межзвездном пространстве. Плазменный научный инструмент «Вояджера-1» был отключен много лет назад из-за ухудшения производительности...

[Liss]

На 2026 год запланировано отключение LECP на V1 и CRS на V2. И останутся в работе только магнитометры и регистратор плазменных волн PWS. Эти, похоже, дотянут до полтинника, а последний прибор придется отключить уже после 2030.

[Liss]

На V1 удалось задействовать двигатели, отключенные в 2004 г. за отсутствием подогрева:  https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-voyager-1-revives-backup-thrusters-before-command-pause/

[zandr]

https://x.com/forallcurious/status/1933294485301068251

All day Astronomy  @forallcurious
BREAKING:
NASA's Voyager Spacecraft Found A 30,000-50,000 Kelvin "Wall" At The Edge Of Our Solar System

Что это?

[Liss]

https://x.com/forallcurious/status/1933294485301068251

All day Astronomy  @forallcurious
BREAKING:
NASA's Voyager Spacecraft Found A 30,000-50,000 Kelvin "Wall" At The Edge Of Our Solar System

Что это?

Научпоп, сэр. Без единой ссылки на какую-то новую научную работу. 

[cross-track]

https://x.com/forallcurious/status/1933294485301068251

All day Astronomy  @forallcurious
BREAKING:
NASA's Voyager Spacecraft Found A 30,000-50,000 Kelvin "Wall" At The Edge Of Our Solar System

Что это?

Научпоп, сэр. Без единой ссылки на какую-то новую научную работу.

Обзор ИИ

Космический аппарат «Вояджер» действительно обнаружил область на краю нашей Солнечной системы с высокими температурами, ноэто не физическая стена и не новое открытие. Эта область, известная как гелиопауза , отмечает границу, где заканчивается влияние солнечного ветра и начинается межзвездное пространство. Voyager 1 пересек ее в 2012 году, а Voyager 2 последовал за ним в 2018 году. Температурные показатели 30 000–50 000 Кельвинов (54 000–90 000 Фаренгейтов) связаны с высокоскоростными частицами в этой области, но плотность этих частиц очень мала, поэтому это физически не горячая или опасная среда для космического корабля.
Вот более подробное объяснение:

Гелиопауза:
Гелиопауза — это граница, где солнечный ветер, поток заряженных частиц, постоянно испускаемых Солнцем, встречается с межзвездной средой — газом и пылью, существующими между звездами.
Температура и плотность:
Высокие температуры (30 000–50 000 Кельвинов) являются результатом скорости частиц в этой области, а не потому, что это физически горячая среда. Плотность частиц в гелиопаузе чрезвычайно низкая, что означает, что на единицу объема приходится очень мало частиц.
Проход Вояджера:
«Вояджер-1» и «Вояджер-2» успешно пересекли этот регион, не получив никаких повреждений, поскольку низкая плотность частиц означала незначительное взаимодействие или передачу энергии космическому аппарату.

[ОАЯ]

Джон Р. Казани, дальновидный инженер, сыгравший ключевую роль во многих исторических миссиях НАСА в дальний космос, скончался 19 июня 2025 года в возрасте 92 лет. За свою карьеру он занимал множество должностей, в том числе был руководителем проекта «Вояджер».
https://science.nasa.gov/mission/voyager/
5 Сентября 1977 года
НАСА запустило космический зонд "Вояджер-1", который в настоящее время является самым удаленным рукотворным объектом во Вселенной.

[TAU]

Джон Р. Казани, дальновидный инженер, сыгравший ключевую роль во многих исторических миссиях НАСА в дальний космос, скончался 19 июня 2025 года в возрасте 92 лет. За свою карьеру он занимал множество должностей, в том числе был руководителем проекта «Вояджер».
https://science.nasa.gov/mission/voyager/
5 Сентября 1977 года
НАСА запустило космический зонд "Вояджер-1", который в настоящее время является самым удаленным рукотворным объектом во Вселенной.

Вечная память и Царствие небесное... настоящему прогрессору человечества. Салют!!!