El equipo de la Voyager 1 de la NASA superó un desafío complejo al cambiar con éxito a propulsores de respaldo después de que los propulsores principales se obstruyeran con sílice. La sonda utiliza propulsores para mantenerla apuntando a la Tierra, pero después de 47 años en el espacio, algunos de sus tubos de combustible se han obstruido. Esta adaptación se complica por el hecho de que la nave se encuentra ahora en el espacio interestelar con una potencia cada vez menor.
Los ingenieros de la sonda Voyager 1 de la NASA han mitigado con éxito los problemas con los propulsores de la nave espacial, que mantienen la sonda distante apuntando a la Tierra para que pueda recibir comandos, enviar datos de ingeniería y proporcionar los datos científicos únicos que está recopilando.
Después de 47 años, una línea de combustible dentro del propulsor se obstruyó con sílice, un subproducto de los diafragmas de goma en los tanques de combustible de la nave espacial que se desarrollan con el tiempo. Este bloqueo reduce la eficiencia de la hélice para producir energía. Después de semanas de cuidadosa planificación, el equipo reemplazó la nave espacial con un conjunto diferente de propulsores.
El combustible del propulsor es hidracina líquida, que se convierte en gas y se libera en pulsos de decenas de milisegundos de duración, inclinando suavemente la antena de la nave espacial hacia la Tierra. Si el propulsor obstruido está en buen estado, necesita alrededor de 40 de estos pulsos cortos por día.
Ambas sondas Voyager tienen tres conjuntos de propulsores o ramas: dos conjuntos de propulsores de actitud y un conjunto de propulsores de maniobra de corrección de trayectoria. Ambos conjuntos de propulsores se utilizan para diferentes propósitos durante los sobrevuelos planetarios en las misiones. Sin embargo, dado que la trayectoria de vuelo de la Voyager 1 fuera del sistema solar permanece sin cambios, los requisitos de su propulsor son relativamente simples y cualquier rama del propulsor puede usarse para apuntar la nave espacial hacia la Tierra.
En 2002, el equipo de ingeniería de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California descubrió que algunas líneas de combustible en la rama del propulsor de actitud utilizado para apuntar estaban obstruidas, por lo que el equipo las cambió a una segunda rama. Cuando la rama mostró signos de congestión en 2017, el equipo cambió a propulsores de maniobra de corrección de trayectoria y ha estado usando la rama desde entonces.
Las tuberías ahora están más obstruidas que las ramas originales cuando el equipo las reemplazó en 2018. Los tubos obstruidos están ubicados dentro de la hélice y dirigen el combustible a un lecho de catalizador donde se convierte en gas. (Estas no son las mismas líneas de combustible que alimentan hidracina a los propulsores). El diámetro de la abertura del tubo, que originalmente era de sólo 0,25 milímetros (0,01 pulgadas), se redujo a 0,035 milímetros (0,0015 pulgadas) después del bloqueo, lo que equivale aproximadamente a la mitad del ancho de un cabello humano. Por lo tanto, el equipo necesitaba volver a una de las ramas del propulsor de propulsión de actitud.
Para misiones de 1980 o incluso 2002, cambiar a un propulsor diferente fue una operación relativamente sencilla. Pero el envejecimiento de las naves espaciales plantea nuevos desafíos, principalmente relacionados con el suministro de energía y la temperatura. La misión apagó todos los sistemas no esenciales a bordo de ambas naves espaciales, incluidos algunos calentadores, para conservar el menguante suministro de energía generado por el plutonio en descomposición.
Si bien estas medidas tuvieron el efecto de reducir la potencia, también provocaron que la nave espacial se enfriara, un efecto exacerbado por la pérdida de otros sistemas no esenciales que generan calor. Como resultado, las ramas de los propulsores de actitud se han enfriado y encenderlas en este estado podría dañarlas, inutilizando los propulsores.
El equipo decidió que el mejor enfoque sería calentar los propulsores antes del interruptor encendiendo calentadores que no se consideraron esenciales. Sin embargo, como muchos de los desafíos que enfrentó el equipo de la Voyager, esto también presentó un enigma: el suministro de energía de la nave espacial era tan bajo que encender calentadores no esenciales requeriría apagar otros equipos para proporcionar suficiente energía a los calentadores, y todos los equipos actualmente en funcionamiento se consideraban esenciales.
Mientras estudiaban el problema, descartaron la posibilidad de apagar un instrumento científico que aún estaba en funcionamiento durante un período de tiempo limitado debido al riesgo de que el instrumento no pudiera reiniciarse. Después de más estudios y planificación, el equipo de ingeniería determinó que podían apagar con seguridad uno de los calentadores principales de la nave espacial durante hasta una hora, liberando suficiente energía para encender los calentadores del propulsor.
Lo lograron. El 27 de agosto, confirmaron que la rama propulsora requerida estaba funcionando nuevamente para ayudar a la Voyager 1 a apuntar hacia la Tierra.
"Todas las decisiones que tengamos que tomar en el futuro requerirán más análisis y precaución que nunca", dijo Suzanne Dodd, directora del programa Voyager en el Jet Propulsion Laboratory, que gestiona la Voyager para la NASA.
Estas naves espaciales están explorando el espacio interestelar, una región fuera de la burbuja de partículas y campos magnéticos producidos por el Sol, que ninguna otra nave espacial podrá visitar durante mucho tiempo. El equipo científico de la misión está trabajando para mantener la Voyager en funcionamiento el mayor tiempo posible para seguir revelando cómo es el entorno interestelar.
Compilado de /ScitechDaily