แก้ปัญหาจรวดขับดันบนยานในห้วงอวกาศระหว่างดวงดาว
วิศวกรที่ทำงานกับยานวอยยาจเจอร์ 1 ของนาซาแก้ปัญหาเครื่องยนต์ของยานได้สำเร็จ ซึ่งทำให้นักสำรวจระยะไกลลำนี้ยังคงหันมาที่โลกได้เพื่อรับคำสั่ง, ส่งข้อมูลทางวิศวกรรม และให้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่มันรวบรวมได้
หลังจากออกจากโลก 47 ปี ท่อเชื้อเพลิงอันหนึ่งในเครื่องยนต์ขับดันก็อุดตันด้วยซิลิกอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้ตามอายุจากกระบังลมยางในถังเชื้อเพลิงของยาน การอุดตันลดประสิทธิภาพเครื่องยนต์ที่จะสร้างแรงขับดัน
หลังจากวางแผนอย่างระมัดระวังมาหลายสัปดาห์ ทีมได้เปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์ขับดันอีกชุด เครื่องยนต์เหล่านี้ใช้เชื้อเพลิงไฮดราซีน ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นก๊าซและ “ผายลม” ออกมาในเวลาหลายสิบมิลลิวินาที เพื่อค่อยๆ ผลักจานสัญญาณของยานไปทางโลก ถ้าเครื่องยนต์ที่อุดตันอยู่ในสภาพสมบูรณ์ ก็จะมีลมปุดอย่างนี้ออกมาราว 40 ครั้งต่อวัน
ยานวอยยาจเจอร์ทั้งสองมีเครื่องยนต์ขับดัน 3 ชุด โดยสองในสามเป็นเครื่องยนต์ขับดันควบคุมทิศทาง(attitude propulsion thruster) และอีกชุดเพื่อปรับเส้นทางในอวกาศ(trajectory correction maneuver thruster) เครื่องยนต์ทั้งสองชนิดใช้ในวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน แต่เมื่อวอยยาจเจอร์ 1 ต้องมุ่งหน้าออกไปนอกระบบสุริยะ จึงไม่มีชุดใดเลยที่สามารถใช้เพื่อหันยานมาทางโลก
เส้นทางการสำรวจของวอยยาจเจอร์แฝด ในการเดินทางเรียกว่า Grand Tourเพื่อสำรวจดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะส่วนนอก
ในปี 2002 ทีมวิศวกรรมของปฏิบัติการ ที่ห้องทดลองไอพ่นขับดัน(JPL) ได้สังเกตว่าท่อเชื้อเพลิงบางส่วนในระบบขับดันทิศทางว่าเกิดการอุดตัน ดังนั้น ทีมจึงเปลี่ยนไปใช้ชุดที่สอง เมื่อชุดหลังเริ่มแสดงสัญญาณการอุดตันในปี 2018 ทีมก็เปลี่ยนไปใช้ชุดปรับเส้นทาง และใช้มาตั้งแต่นั้น
ขณะนี้ชุดเครื่องยนต์ปรับเส้นทางกลับมีการอุดตันมากกว่าชุดเดิมๆ ที่เคยใช้ ท่อที่ตันอยู่ภายในเครื่องยนต์และส่งเชื้อเพลิงไปที่ถาดตัวเร่งปฏิกิริยา(catalyst bed) ซึ่งจะเปลี่ยนมันเป็นก๊าซ นี่แตกต่างจากท่อเชื้อเพลิงที่ส่งไฮดราซีนไปที่เครื่องยนต์
ในตอนเริ่มแรก ท่อมีความเส้นผ่าศุนย์กลางเพียง 0.25 มิลลิเมตรเท่านั้น การอุดตันทำให้ท่อมีความกว้างเหลือเพียง 0.035 มิลลิเมตรเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ ทีมจึงต้องเปลี่ยนกลับมาใช้ระบบปรับทิศทาง
การปรับเครื่องยนต์ไปอีกชุดหนึ่งน่าจะเป็นการทำงานที่ค่อนข้างง่ายสำหรับปฏิบัติการในช่วงปี 1980 หรือกระทั่ง 2002 แต่จากสภาพเก่าแก่ของยานจึงสร้างความท้าทาย โดยหลักๆ เกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าและอุณหภูมิ ปฏิบัติการได้ปิดระบบที่ไม่จำเป็นบนยานทั้งหมดลงแล้ว ซึ่งรวมถึง ฮีตเตอร์บางส่วน เพื่อให้ยานได้สงวนพลังงานไฟฟ้าที่ค่อยๆ ร่อยหรอลงเรื่อยๆ จากการสลายตัวกัมมันตรังสีของพลูโตเนียม
เพื่อสงวนพลังงานไฟฟ้าบนยาน จึงปิดเครื่องมือที่ไม่จำเป็นและฮีตเตอร์บางส่วนบนยานวอยยาจเจอร์ไป
ในขณะที่ขั้นตอนเหล่านี้ทำเพื่อลดพลังงานที่ใช้ แต่ก็ยังนำไปสู่สภาพยานที่เย็น ด้วยเหตุนี้ ระบบเครื่องยนต์ปรับทิศทางจึงเย็นตามไปด้วย และการเปิดใช้งานพวกมันในสภาพเย็นจัดก็อาจสร้างความเสียหาย ทำให้เครื่องยนต์ใช้งานไม่ได้ ทีมจึงหาทางเลือกที่ดีที่สุดก็คือ ทำให้เครื่องยนต์อุ่นขึ้นก่อนที่จะเปิดสวิตช์ โดยเปิดฮีตเตอร์ที่ปิดไว้บางส่วนขึ้นมา เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าที่มีบนยานนั้นต่ำมากๆ จนการเปิดฮีตเตอร์อาจจะทำให้ต้องปิดระบบอื่นเพื่อให้ฮีตเตอร์มีไฟพอ
ทีมอธิบายว่า ปุ่มที่กดเพื่อเปิดกระจกในรถ ยังใช้พลังการคำนวณมากกว่าที่มีบนยานวอยยาจเจอร์ในขณะนี้
เมื่อศึกษาปัญหานี้ ทีมหลีกเลี่ยงการปิดระบบวิทยาศาสตร์ที่กำลังทำงานอยู่ออกไปเนื่องจากมีโอกาสเสี่ยงที่เมื่อป้อนไฟกลับเข้าไปแล้ว เครื่องมือจะไม่กลับมาทำงาน หลังจากศึกษาและวางแผน ทีมจึงตัดสินใจปิดฮีตเตอร์หลักตัวหนึ่งบนยานเป็นเวลา 1 ชั่วโมง เพื่อให้ฮีตเตอร์ของเครื่องยนต์ได้ไฟมากพอ
เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม ทีมก็ยืนยันว่าเครื่องยนต์ที่ต้องการกลับมาทำงานได้ และหันวอยยาจเจอร์ 1 มาที่โลกได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในรอบหกปี Suzanne Dodd ผู้จัดการโครงการวอยยาจเจอร์ที่ JPL ซึ่งจัดการวอยยาจเจอร์ให้กับนาซา กล่าวว่า การตัดสินใจทั้งหมดที่เราจะมี จะต้องมีการวิเคราะห์และระมัดระวังมากกว่าที่เคยๆ ทำมา
จำแหน่งของวอยยาจเอร์ทั้งสอง
วอยยาจเจอร์ 1 เพิ่งแก้อีกปัญหาเมื่อไม่นานมานี้ ในเดือนมิถุนายน วิศวกรได้แก้ปัญหาการส่งข้อมูลที่ยานประสบมาหลายเดือนได้เรียบร้อย วอยยาจเจอร์ 1 กำลังสำรวจอวกาศระหว่างดวงดาว(interstellar space) ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อยู่นอกฟองอนุภาคและสนามแม่เหล็กจากดวงอาทิตย์ เป็นส่วนที่ไม่เคยและไม่น่าจะมียานลำใดไปเยี่ยมเยือน
วิศวกรที่ JPL วางแผนจะรักษาให้วอยยาจเจอร์แฝดสำรวจไปได้ถึงอย่างน้อยครบรอบปีที่ 50 ในปี 2027 เพื่อที่จะเผยว่าสภาพแวดล้อมในอวกาศระหว่างดวงดาวนอกระบบสุริยะเป็นอย่างไร Dodd กล่าวกับนักข่าวในเดือนมิถุนายน การทำงานทั้งหมดนี้ทำงานกับหน่วยความจำเพียง 69.63 กิโลไบท์ โดยบางส่วนเขียนเป็นโค้ตภาษาฟอนแทรน 5
แหล่งข่าว phys.org : Voyager 1 team accomplishes tricky thruster swap
space.com : NASA’s Voyager 1 probe swaps thrusters in tricky fix as it flies through interstellar space
iflscience.com : NASA switches thrusters on Voyager from 24,630,000,000 kilometers away
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
