A NASA quer que as Voyagers avancem graciosamente, então é hora de corrigir o software – Ars Technica

Quarenta e seis anos no espaço profundo afetaram a espaçonave gêmea Voyager da NASA. Às vezes, seus computadores antigos fazem coisas confusas, suas unidades se desgastam e suas linhas de combustível ficam entupidas. Cerca de metade dos seus instrumentos científicos já não apresentam dados e os seus níveis de potência estão a diminuir.

No entanto, a escassa equipe de engenheiros e cientistas que trabalham no programa Voyager no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA está tomando medidas para extrair toda a vida das duas únicas espaçonaves voando no espaço interestelar, a vasta quantidade de gás diluído além da influência do universo. . Ventos solares do sol.

“Estas são medidas que estamos tentando tomar para prolongar a vida da missão”, disse Susan Dodd, gerente do projeto Voyager no JPL, em entrevista ao Ars.

Os instrumentos da Voyager estudam caminhos cósmicos, o campo magnético e o ambiente de plasma no espaço interestelar. Eles não tiram mais fotos. Ambas as sondas viajaram para além da heliosfera, onde as partículas emitidas pelo Sol fluem para o meio interestelar.

“Essas duas espaçonaves ainda estão operacionais, ainda fornecendo dados científicos valiosos e únicos, e cada dia adicional que obtemos dados é uma bênção”, disse Dodd.

Mas os engenheiros de espaçonaves adoram redundância, mas não podem mais se dar ao luxo de backups a bordo da Voyager. Isto significa que em qualquer secção da nave espacial, a falha de uma parte pode interromper a missão.

“Tudo em ambas as espaçonaves é uma cadeia”, disse Dodd. “Não há mais recursos de backup. Em alguns casos, desligamos algumas coisas para economizar energia, apenas para manter os dispositivos funcionando.”

Resolva problemas a mais de 20 bilhões de quilômetros de distância

No fim de semana, os controladores de solo do JPL planejaram anexar um patch de software à Voyager 2. É um teste antes que a equipe de solo envie o mesmo patch à Voyager 1 para corrigir um problema com um de seus computadores de bordo. Esse problema apareceu pela primeira vez em 2022, quando os engenheiros notaram que o computador responsável por guiar a espaçonave Voyager 1 estava enviando relatórios de status distorcidos, mesmo estando operando normalmente. Acontece que o computador de alguma forma entrou no modo incorreto, De acordo com a NASA.

Os gestores queriam testar o patch na Voyager 2 antes de enviá-lo para a Voyager 1, que está voando para longe da Terra, no espaço interestelar. Isto torna as observações do ambiente em torno da Voyager 1 ainda mais valiosas para os cientistas.

Enquanto isso, os engenheiros desenvolveram um novo sistema para operar os propulsores de ambas as espaçonaves Voyager. Estes pequenos motores de foguete – lançados de forma independente – são essenciais para manter a antena principal de cada sonda apontada para a Terra. Há um acúmulo de resíduos de propelente nas linhas estreitas que alimentam o combustível hidrazina para os propulsores. A NASA diz que o acúmulo “se tornou significativo” em algumas linhas, então os engenheiros enviaram novos comandos à espaçonave nas últimas semanas para permitir que as sondas girassem um pouco mais em cada direção antes de disparar os propulsores.

Isso fará com que a espaçonave realize menos lançamentos e mais longos, cada um dos quais aumentando os resíduos nas linhas de combustível. A desvantagem desta mudança é que os dados científicos enviados de volta à Terra podem por vezes ser perdidos, mas com o tempo, a equipa de terra concluiu que o plano permitiria às Voyagers devolver mais dados ao longo do tempo, disse a NASA.

Com essas medidas, os engenheiros esperam que os tubos de entrada de combustível não fiquem completamente entupidos por pelo menos mais cinco anos, e “possivelmente por muito mais tempo”, disse a NASA. Há outras coisas que os engenheiros podem tentar para prolongar a vida útil dos propulsores.

“Neste ponto da missão, a equipe de engenharia enfrenta muitos desafios para os quais não temos um manual”, disse Linda Spilker, cientista do projeto Voyager no JPL, em comunicado. “Mas eles continuam apresentando soluções criativas.”

Dodd disse a Ars que o problema de propulsão é provavelmente o problema mais sério que a espaçonave Voyager enfrenta. Em 2017, os engenheiros começaram a converter as sondas da Voyager em um conjunto reserva de dispositivos de propulsão depois que seus foguetes a jato primários mostraram sinais de deterioração. Ambos os veículos funcionam agora com propulsão totalmente redundante para controlar a sua direção, mas ainda têm bastante combustível para mais 10 a 15 anos.

As sondas Voyager foram lançadas com duas semanas de intervalo em 1977 e seguiram caminhos diferentes fora do sistema solar. A Voyager 1 passou por Júpiter e Saturno, depois seguiu um caminho mais rápido para o espaço interestelar, enquanto a Voyager 2 encontrou Júpiter, Saturno, Urano e Netuno em sua jornada externa.

Ambas as espaçonaves são movidas por baterias nucleares, que convertem o calor gerado pela decomposição do plutônio em eletricidade. Eles geram um pouco menos de energia a cada ano, uma diminuição de 4 watts por ano, de acordo com Dodd, e, em última análise, não produzirão eletricidade suficiente para sistemas importantes de espaçonaves. No final desta década, as autoridades antecipam um cenário em que terão de desmantelar os instrumentos científicos da Voyager, um por um.

Mas, em geral, a situação de poder é estável e previsível. No início deste ano, os engenheiros contornaram o regulador de tensão da Voyager 2 para permitir que a espaçonave consumisse mais energia. A decisão significa que os controladores de solo não terão que desativar um dos cinco instrumentos científicos restantes da Voyager 2 até 2026, depois de anteriormente esperarem que um instrumento fosse desativado este ano. As equipas terrestres farão o mesmo com a Voyager 1, que tem apenas quatro instrumentos activos e, portanto, utiliza menos energia, disse Dodd.

Se olharmos apenas para a situação energética, as Voyagers deverão durar até 2030, e talvez um pouco mais, antes que a decadência da fonte de energia de plutónio force a NASA a desligar todos os seus instrumentos científicos.

“O transmissor consome cerca de 200 watts de energia, então, quando atingirmos esse nível de potência, a missão será o fim”, disse Dodd.

Mesmo quando pararem de funcionar, as Voyagers da NASA continuarão a alcançar as estrelas.

“Muitas coisas podem quebrar antes que a energia acabe”, disse ela a Ars. “Assim que surgiu esse problema de propulsão, há muitos outros problemas que poderiam surgir e causar o fracasso da missão.”

Devido às suas distâncias, as Voyagers só podem se comunicar através das maiores antenas parabólicas de 230 pés (70 m) da Deep Space Network da NASA, ou amarrando várias antenas menores juntas para detectar sinais fracos vindos da espaçonave. A Voyager 1 é Atualmente localizado Está a mais de 15 mil milhões de milhas (24 mil milhões de quilómetros) da Terra, cerca de quatro vezes maior que a distância média de Plutão. A Voyager 2 está a alguns bilhões de quilômetros de distância.

A NASA ainda faz comunicações diárias com as Voyagers, disse Dodd. Mas tudo é feito por uma pequena equipe de cerca de uma dúzia de funcionários “equivalentes em tempo integral”, dos quais apenas metade está totalmente dedicada à Voyager. Outros compartilham seu tempo com outros projetos da NASA.

Após 46 anos no espaço, as Voyagers são a missão mais longeva da NASA, e o facto de terem atingido uma longevidade tão grande para explorar os confins do sistema solar torna as suas realizações ainda mais impressionantes.

“Eles superaram muitos problemas e os engenheiros foram muito espertos em superá-los”, disse Dodd. “Acho que o foco agora é chegar a 50 pessoas e fazer a maior festa possível.”