Znajdź zawartość

Inżynierowie z NASA naprawili sondę Voyager 1. Jak informowaliśmy w maju, sonda, znajdująca się w odległości ponad 23 miliardów kilometrów od Ziemi, zaczęła przysyłać nieprawidłowe dane. Były one wysyłane z systemu AACS, do którego od 45 lat należy kontrola nad prawidłową orientacją pojazdu. Jednym z jego zadań jest dopilnowanie, by antena Voyagera była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko działało prawidłowo, jednak odczyty z AACS nie oddawały tego, co rzeczywiście dzieje się z sondą. Sygnał z Voyagera 1 nie tracił mocy, co wskazywało, że antena jest precyzyjnie ustawiona w stronę Ziemi. Dane przysyłane z AACS czasem wyglądały na generowane losowo, innymi razy nie oddawały żadnego stanu, w jakim urządzenie mogło się znaleźć. Jakby tego było mało, błąd w AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń Voyagera. Po miesiącach pracy inżynierowie w końcu znaleźli źródło problemu. Okazało się, że AACS zaczął przesyłać dane za pośrednictwem komputera, który przestał pracować wiele lat temu. I to ten komputer uszkadzał dane. NASA nie zna natomiast samej przyczyny błędy. Nie wiadomo, dlaczego AACS zaczął przesyłać dane tą drogą. Susanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera, podejrzewa, że stało się tak w momencie, gdy centrum kontroli nakazało Voyagerowi przesyłanie danych przez jeden z dobrze działających komputerów. Niewykluczone, że komenda ta została zniekształcona przez komputer, który przekierował dane z AACS do wadliwej maszyny. Jeśli tak, to oznacza, że któryś ze znajdujących się na pokładzie Voyagera elementów wygenerował błąd. A inżynierowie nie wiedzą jeszcze, który to element. Specjaliści nie ustają w poszukiwaniu źródła problemów, jednak w tej chwili wygląda na to, że misja Voyagera nie jest zagrożona. Jesteśmy szczęśliwi, że telemetria wróciła. Dokonamy teraz pełnego przeglądu układów pamięci AACS i przeanalizujemy wszystko, co system ten robił. To powinno tam pomóc w odnalezieniu przyczyny problemu. Jesteśmy optymistami, chociaż przed nami jeszcze dużo pracy, dodaje Dodd. Voyager 1 i Voyager 2 pracują już przez 45 lat. To znacznie dłużej niż pierwotnie planowano. Oba pojazdy znajdują się już w przestrzeni międzygwiezdnej. « powrót do artykułu

Inżynierowie NASA odpowiedzialni za znajdującą się w przestrzeni międzygwiezdnej sondę Voyager 1, próbują rozwiązać zagadkę nietypowych danych, jakie pojazd przysyła. Voyager 1 pracuje normalnie, odbiera i wykonuje komendy z Ziemi, prowadzi badania naukowe, zbiera dane i wysyła je na Ziemię. Jednak odczyty z systemu AACS (attitude articulation and control system) nie oddają tego, co dzieje się na pokładzie sondy. AACS od 45 lat odpowiada za prawidłową orientację pojazdu. Do jednego z zadań systemu należy dopilnowanie, by antena Voyager 1 była skierowana dokładnie na Ziemię. Wszystko wskazuje na to, że AACS działa, ale coś jest nie tak z danymi telemetrycznymi. Czasami wyglądają tak, jakby były generowane losowo, innym razem nie oddają żadnego stanu, w jakim AACS może się znaleźć. Co interesujące, problem z AACS nie uruchomił żadnego z zabezpieczeń, odpowiedzialnych za wprowadzenie Voyagera w stan bezpieczny. W stanie tym pojazd przeprowadzałby tylko niezbędne operacje, dając inżynierom czas na zdiagnozowanie usterki. Jednak nic takiego się nie stało. Co więcej, sygnał z sondy nie stracił na mocy, co wskazuje, że jej antena jest skierowana precyzyjnie w stronę naszej planety. Inżynierowie analizują sygnały, próbując się dowiedzieć, czy niezwykłe dane pochodzą bezpośrednio z AACS czy też z innego układu zaangażowanego w wytwarzanie i przesyłanie danych telemetrycznych. W tej chwili specjaliści nie potrafią powiedzieć, czy obserwowane problemy mogą w większym zakresie wpłynąć na Voyagera i czy skrócą czas jego pracy. Tajemnice takie jak ta, to na tym etapie część misji Voyager, mówi Suzanne Dodd, odpowiedzialna za Voyagera 1 i Voyagera 2. Oba pojazdy mają niemal 45 lat, pracują znacznie dłużej, niż planowano. Znajdują się też w przestrzeni międzygwiezdnej, w miejscu o wysokim promieniowaniu, w którym nigdy wcześniej nie latał żaden pojazd. Dla zespołu inżynieryjnego to olbrzymie wyzwanie. Myślę jednak, że nasz zespół poradzi sobie z problemem z AACS. Pani Dodd nie wyklucza, że problemu nie uda się rozwiązać i trzeba będzie się do tego przyzwyczaić. Jeśli jednak uda się znaleźć jego przyczynę, być może trzeba będzie wprowadzić zmiany w oprogramowaniu lub też użyć jednego z systemów zapasowych Voyagera. Jeśli tak się stanie, to nie będzie to pierwszy raz, gdy Voyager 1 używa systemów zapasowych. W 2014 roku główne silniki pojazdu zaczęły wykazywać oznaki degradacji, więc włączono silniki zapasowe, które wcześniej wykorzystywano podczas przelotów w pobliżu planet. Okazało się, że silniki te działają bez zakłóceń, mimo że nie były używane przez 37 lat. Voyager 1 znajduje się obecnie w odległości 23,3 miliarda kilometrów od Ziemi. Światło pokonuje tę drogę w ciągu 20 godzin i 33 minut. By uświadomić sobie, jak olbrzymia to odległość wystarczy pamiętać, że światło ze Słońca na Ziemię biegnie 8 minut. Voyager 2 działa normalnie. Znajduje się w odległości 19,5 miliarda kilometrów od Ziemi. Oba Voyagery zostały wystrzelone w 1977 roku. Pracują znacznie dłużej niż planowano. Są jedynymi pojazdami wysłanymi przez człowieka, które dotarły do przestrzeni międzygwiezdnej. Dostarczyły nam bezcennych informacji na temat heliosfery, bariery za pomocą której Słońce chroni Układ Słoneczny. Wcale nie było pewne, czy tam dotrą. Przed 12 laty opisywaliśmy obawy związane z dotarciem Voyagera 1 do heliopauzy i spotkaniem z łukiem uderzeniowym. Każdego roku możliwość produkcji energii pojazdów zmniejsza się o około 4 waty. Dlatego też przez lata stopniowo wyłączano poszczególne podzespoły, by zapewnić energię dla najważniejszych instrumentów naukowych i niezbędnych systemów. Dzięki przemyślanym działaniom nie wyłączono dotychczas żadnego urządzenia naukowego. Inżynierowie z NASA chcą, by Voyagery pracowały jeszcze w roku 2026. « powrót do artykułu

Nigdy bym się nie spodziewał, że w jakikolwiek sposób przyczynimy się do badania ciemnej materii. To niesamowite, stwierdził Alan Cummings, który od 1973 roku pracuje przy misji Voyager 1. Dane z Voyagera 1 wykluczyły właśnie jedną z hipotez dotyczących natury ciemnej materii. Hipoteza ta mówi, że ciemna materia może składać się z czarnych dziur. Czarne dziury powstają wskutek zapadnięcia się gwiazd. Jednak, jako że masa ciemnej materii jest 6-krotnie większa od materii widocznej, w dziejach wszechświata nie mogło być aż tyle gwiazd, które by utworzyły czarne dziury tworzące ciemną materię. Dlatego też, jak mówi wspomniana hipoteza, ciemna materia składa się z czarnych dziur, które powstały wskutek zapadania się fluktuacji w pierwotnej materii powstałej wskutek Wielkiego Wybuchu, jeszcze zanim pojawiły się pierwsze gwiazdy. Jak mówi kosmolog Bernard Carr z Queen Mary University of London, który pracuje nad tą hipotezą od 40 lat, obliczenia doprowadziły do wniosku, że takie pierwotne czarne dziury mogą mieć jedną z trzech mas. Albo ich masa wynosi od 1 do 10 mas Słońca, albo jedną miliardową mas Słońca, albo mniej niż jedną biliardową mas Słońca, czyli około 10 miliardów ton. Czarna dziura o najmniejszej ze wspomnianych mas miałaby średnicę jądra atomu. Jednak, jak zauważają autorzy najnowszych badań, Mathieu Boudaud i Marco Cirelli z Sorbony, najmniejsze z tych dziur emitowałyby promieniowanie (promieniowanie Hawkinga), które Voyager 1 powinien zarejestrować. Urządzenia na Ziemi go nie rejestrują, gdyż składa się ono z cząstek o niskiej energii, które są odbijane przez pole magnetyczne Słońca. Jednak tam, gdzie obecnie znajduje się Voyager 1 powinno być ono widoczne dla instrumentów sondy. Faktem jest, że od roku 2012, kiedy to Voyager 1 opuścił heliosferę, jego urządzenia rejestrują niewielki stały przepływ pozytonów i elektronów. Jeśli jednak nawet pochodzą one z niewielkich czarnych dziur, to dziur takich jest zbyt mało, by stanowiły więcej niż 1% ciemnej materii w Drodze mlecznej, wyliczyli Boudaud i Cirelli. Cummings stwierdza, że spektrum energetyczne tych cząstek wskazuje, że pochodzą one z innego źródła, jak np. wybuchów supernowych. Praca Boudauda i Cirellego wyklucza więc ze wspomnianej hipotezy czarne dziury o najmniejszej masie, przyznaje Carr. Uczony dodaje, że jego faworytami zawsze były czarne dziury o kilku masach Słońca. Voyager 1 nie jest w stanie ich zarejestrować. Są one bowiem na tyle zimne i masywne, że z ich istnieniem nie jest związana emisja elektronów i pozytonów. Mogą one emitować jedynie niezwykle słabe światło. « powrót do artykułu

Operatorzy misji Voyager 1 wyłączyli urządzenie grzewcze, obniżając temperaturę spektrometru ultrafioletowego aż o 23 stopnie Celsjusza. Działanie takie ma na celu zmniejszenie poboru energii przez sondę, dzięki czemu będzie ona pracowała do roku 2025. Nie wiadomo, czy spektrometr ultrafioletowy poradzi sobie w niskich temperaturach. Obecnie pracuje przy -79 stopniach Celsjusza i ciągle zbiera oraz przesyła dane. Urządzenie zostało zaprojektowane do pracy przy -35 stopniach Celsjusza. Jednak w ciągu ostatnich 17 lat stopniowo wyłączano różne grzałki, obniżając temperaturę spektrometru. Od 2005 roku urządzenie pracowało przy w temperaturze -56 stopni Celsjusza. To zachęciło operatorów do podjęcia kolejnej próby zaoszczędzenia energii. Niewykluczone, że w rzeczywistości temperatura spektrometru jest już niższa niż -79 stopni Celsjusza. Tego się jednak nie dowiemy, gdyż skala czujnika temperatury kończy się właśnie w tym punkcie. Wyłączona właśnie grzałka jest wbudowana w pobliski spektrometr podczerwieni, który nie pracuje od 1998 roku.

Naukowcy, którzy ponownie przeanalizowali dane uzyskane z sond Voyager i Cassini doszli do wniosku, że Voyager 1 może w każdej chwili przekroczyć granicę dzielącą Układ Słoneczny od przestrzeni międzygwiezdnej. Sonda opuści Układ szybciej, niż początkowo przewidywano. Jeszcze w grudniu ubiegłego roku informowaliśmy, że Tom Krimigis i jego zespół odpowiedzialny za instrumenty Voyagera badające niskoenergetyczne cząstki oraz za znajdujący się na Cassini instrument badający magnetosferę, przewidywali, iż Voyager 1 opuści Układ Słoneczny za około 4 lata. Uzyskane po raz pierwszy grudniu 2010 roku dane pokazały, że tam, gdzie obecnie znajduje się Voyager, prędkość cząsteczek emitowanych przez Słońce wynosi zero. W lutym dane się potwierdziły, co oznacza, że Voyager znajduje się w jakiejś, nieprzewidzianej wcześniej, „strefie przejściowej" na krawędzi Układu Słonecznego. Na podstawie wcześniej niepublikowanych danych z Cassini, połączonych z danymi z Voyagera, stwierdzono, że granica pomiędzy Układem Słonecznym a przestrzenią międzygwiezdną znajduje się w odległości od 16 do 23 miliardów kilometrów od Słońca, z tym, że najbardziej prawdopodobna jest odległość 16 miliardów kilometrów. Właśnie w tam znajduje się obecnie Voyager 1, co wskazuje, że może w każdej chwili ją przekroczyć. Voyagera 2 dzieli od Słońca 14 miliardów kilometrów. Uczeni z niecierpliwością czekają na uzyskanie danych, które pokazałyby, że Voyager 1 wleciał w przestrzeń międzygwiezdną. Za granicą Układu Słonecznego na Voyagera czeka prawdopodobnie ostatnia przeszkoda. To tzw. łuk uderzeniowy, miejsce, gdzie wiatr międzygwiezdny po raz pierwszy styka się z wiejącym przeciwnie wiatrem słonecznym. Dochodzi tam do gwałtownych turbulencji.

NASA poinformowała, że po 33 latach podróży sonda Voyager 1 dotarła do punktu, w którym wiatr słoneczny już na nią nie działa. Jego prędkość spada tam do zera, gdyż jest równoważona przez ciśnienie wiatru międzygwiezdnego. Uczeni przez dłuższy czas upewniali się, że Voyager jest w tym właśnie miejscu. Od sierpnia 2007 roku, gdy wiatr słoneczny miał prędkość 60 km/s obserwowano jego zwalnianie o około 20 km/s rocznie. Od czerwca bieżącego roku prowadzone są obserwacje, które wykazały, iż jego prędkość wynosi 0. Przed sześcioma laty Voyager 1 dotarł do tzw. szoku końcowego, czyli miejsca w którym wiatr słoneczny gwałtownie zwalnia. Szok końcowy to początek płaszcza Układu Słonecznego. Teraz sonda weszła w heliopauzę, która wyznacza koniec płaszcza i koniec oddziaływania Słońca. Za nią napotka na ostatnią przeszkodę, tzw. łuk uderzeniowy. To miejsce, gdzie wiatr międzygwiezdny po raz pierwszy styka się z wiejącym przeciwnie wiatrem słonecznym. Dochodzi tam do gwałtownych turbulencji. Jeśli Voyagerowi uda się przetrwać, znajdzie się w przestrzeni międzygwiezdnej. Uczeni wiedzą, że Voyager nie wszedł jeszcze w przestrzeń międzygwiezdną, gdyż nie zaobserwowano gwałtownego spadku gęstości gorących cząstek i wzrostu gęstości zimych cząstek. Dane dostarczane przez Voyagera 1 są na bieżąco wprowadzane do modeli budowy kosmosu, dzięki czemu modele te ulegają ciągłemu udoskonaleniu. Na ich podstawie można stwierdzić, że Voyager wejdzie w przestrzeń międzygwiezdną za około 4 lata. Jednak, jak podkreśla Tom Krimgis, szef zespołu odpowiedzialnego za Low-Energy Charged Particle Instrument, to tylko przewidywania oparte na obecnych modelach.

Najnowsze dane uzyskane przez NASA wskazują, że Układ Słoneczny jest asymetryczny. Jest to prawdopodobnie spowodowane oddziaływaniem z przestrzenią międzygwiezdną. Odkrycia dokonała sonda Voyager 2, która dotarła właśnie do granicy naszego Układu, zwanej szokiem końcowym. To miejsce, w którym cząsteczki emitowane przez Słońce gwałtownie zwalniają wskutek zderzenia z cząsteczkami pochodzącymi z przestrzeni międzygwiezdnej i polem magnetycznym wypełniającego ją gazu. Naukowcy od dawna podejrzewali, że Układ Słoneczny jest nieregularny, ale dotychczas nie mieli żadnych dowodów na poparcie swoich tez. W roku 2004 do granicy szoku końcowego dotarła sonda Voyager 1. Z jej danych wynikało, że szok końcowy znajduje się w odległości 85 jednostek astronomicznych od Słońca. Z informacji przekazanych przez Voyagera 2 wiemy, że odległość ta wynosi również 76 jednostek astronomicznych. To właśnie dowód na nieregularny kształt Układu. Teraz obie sondy podążają w kierunku helipauzy, ostatecznego miejsca, które wyznacza koniec oddziaływania naszego Słońca. Voyager 2 dotrze tam za około 10 lat. Będzie musiał zmierzyć się wówczas z tzw. łukiem uderzeniowym, obszarem silnych turbulencji wywołanych zderzeniami cząsteczek ze Słońca z materią międzygwiezdną. Jeśli sonda przetrwa to spotkanie, wleci w przestrzeń międzygwiezdną.