Prima dell’interruzione programmata delle comunicazioni fra la sonda Voyager 1 e la Terra, gli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory della NASA hanno voluto riattivare una serie di propulsori dello storico veicolo spaziale, considerati guasti nel 2004.
L’operazione di ripristino ha richiesto creatività e anche una certa dose di rischio, ma l’obiettivo del team ingegneristico è stato quello di avere questi propulsori disponibili come riserva di un altro set di motori le cui linee di alimentazione del propellente stanno evidenziando un accumulo di residui il quale potrebbe già dal prossimo autunno, bloccarne il funzionamento. Si è dovuto inoltre completare la procedura entro il 4 maggio, in quanto in quella data, l’antenna che invia i comandi dal nostro pianeta alla Voyager 1 e alla sua gemella Voyager 2 è stata messa offline per un periodo di manutenzioni e aggiornamenti che durerà qualche mese.
Tubi intasati
Le due navicelle Voyager sono state lanciate nel 1977 e da allora hanno intrapreso un viaggio cosmico senza precedenti; basti pensare che attualmente stanno solcando lo spazio interstellare alla velocità di 56.000 km/h e ad una distanza dal nostro pianeta di 23 ore luce Voyager 1 e di 19 ore luce Voyager 2.
Per la regolazione del proprio assetto, entrambe le Voyager fanno affidamento su di un gruppo di propulsori primari alimentati da idrazina, i quali permettono alle loro antenne di mantenere l’orientamento verso la Terra in modo tale da poter inviare dati e ricevere i comandi. Alcuni di questi propulsori principali hanno il compito di controllare il movimento di rollio della sonda, rollio che permette a ciascuna Voyager di mantenere il proprio “sensore stellare” (in inglese star tracker) puntato verso una determinata stella guida, in modo tale da potersi orientare durante il suo viaggio siderale. Entrambe le sonde sono dotate di set primari e di backup di questi propulsori deputati al movimento di rollio.
Con il passare degli anni, alcune delle tubazioni attraverso cui fluisce il propellente hanno iniziato a manifestare la presenza di residui di idrazina i quali riducevano il nominale flusso di propellente dal serbatoio agli ugelli. Per gestire questa problematica, all’inizio gli ingegneri avevano iniziato ad alternare l’impiego delle tipologie di propulsori passando dai primari, a quelli di backup e ai propulsori per il controllo della traiettoria, sempre su entrambe le navicelle. Purtroppo, nel 2004 su Voyager 1 i propulsori primari di rollio avevano cessato di funzionare a causa della perdita di potenza di due piccoli riscaldatori del sistema propulsivo. Dopo un’attenta analisi, gli ingegneri avevano stabilito l’improbabilità di riuscire a ripristinare il funzionamento dei due riscaldatori in avaria, optando così per l’utilizzo del sistema di backup per mantenere il puntamento del sensore stellare.
Tuttavia, senza la possibilità di controllare il rollio della sonda, sarebbero potuti insorgere diversi problemi che avrebbero potuto mettere a rischio la sua missione, pertanto gli ingegneri hanno voluto riesaminare il guasto dei propulsori del 2004, sospettando che un disturbo o un’anomalia avesse potuto far scattare un interruttore nella posizione sbagliata. Se i controllori avessero potuto riposizionare il l’interruttore nella posizione corretta, si sarebbe potuto ripristinare il funzionamento del propulsori di rollio primari, qualora quelli di backup in uso sin dal 2004 si dovessero guastare a causa degli inevitabili depositi di idrazina nelle condutture.
Antenna in manutenzione
La soluzione del problema ha richiesto un po’ di ingegno e di rischio. Infatti il team ha dovuto accendere il sistema propulsivo guasto per tentare di ripristinare il funzionamento dei suoi riscaldatori. Se durante queste operazioni il sensore stellare della navicella si fosse scostato troppo dalla stella guida, i propulsori del sistema primario inattivo dal 2004 sarebbero entrati in funzione automaticamente e senza l’ausilio dei riscaldatori si sarebbe potuta effettuare una piccola esplosione. Pertanto, è stato necessario mantenere il sensore stellare puntato con più precisione possibile sulla sua stella guida.
Di per sé già sarebbe stata una corsa contro il tempo, ma a mettere più fretta agli ingegneri del Jet Propulsion Laboratory ci ha pensato anche il periodo di manutenzione programmata dell’antenna da 70 metri Deep Space Station 43 (DSS-43) di Canberra in Australia. L’antenna, che fa parte della rete ricetrasmittente Deep Space Network (DSN) dell’Agenzia spaziale statunitense, sarà inattiva sostanzialmente dal 4 maggio 2025 al febbraio 2026, con delle brevi finestre operative in agosto e a dicembre. Benché il Deep Space Network abbia a disposizione tre strutture equamente distanziati attorno al globo (Goldstone in California, Canberra in Australia e Madrid in Spagna) per garantire un omogeneo e costante contatto con le varie sonde spaziali mentre la Terra ruota, il disco del DSS-43 è l’unica antenna con sufficiente potenza di segnale da poter inviare i vari comandi alle Voyager.
Alla luce di ciò, gli ingegneri del JPL hanno voluto essere sicuri che i propulsori che sono stati inattivi per così tanto tempo, fossero disponibili quando l’antenna tornerà brevemente attiva in agosto, quando si ritiene appunto che le linee dei propulsori attualmente in uso possano essere completamente ostruite.
Questo “gioco di anticipo” del team ha dato i suoi frutti lo scorso 20 marzo, quando è stato possibile osservare la sonda eseguire i comandi inviati da terra. A causa della distanza fra il nostro pianeta e la Voyager 1, i segnali radio impiegano oltre 23 ore per viaggiare dalla navicella alla Terra e ciò implica che tutto quello che il team ha visto, era successo quasi un giorno prima. Pertanto, se il test fosse fallito, la Voyager 1 poteva già essere in pericolo. Invece, entro 20 minuti dall’acquisizione del segnale, i controllori hanno potuto osservare che la temperatura dei riscaldatori dei propulsori stava alzandosi in maniera decisa, rendendosi così conto che la loro procedura aveva avuto successo.
Voyager 1 e 2 sono attualmente a 25 miliardi e 21 miliardi di km dalla Terra rispettivamente. Sono gli unici veicoli spaziali ad aver inviato dati dallo spazio interstellare, la regione al di là di tutti i pianeti e all’esterno della bolla di particelle e campi magnetici generati dal Sole, chiamata eliosfera.
Fonte: NASA
