Kredit gambar: NASA
Ruang dalam sejuk. Sangat sejuk. Itu masalah - terutamanya jika anda terbang dengan kapal angkasa lama. Dan bekalan kuasa anda semakin berkurang. Dan saluran bahan bakar dapat membeku pada bila-bila masa. Oh, dan anda mesti terus terbang selama tiga belas tahun lagi.
Kedengarannya seperti thriller fiksyen ilmiah, tetapi ini benar-benar berlaku pada kapal angkasa NASA / European Space Agency Ulysses.
Ulysses dilancarkan pada tahun 1990 dalam misi lima tahun untuk mengkaji matahari. Kapal itu mengumpulkan data baru mengenai kelajuan dan arah angin suria. Ia menemui bentuk 3D medan magnet matahari. Ia merakam suar suria di matahari, dan suar super-suria dari bintang-bintang neutron yang jauh. Ulysses bahkan terbang melalui ekor komet Hyakutake, pertemuan yang tidak dijangka yang menggembirakan para astronom.
Misi ini sepatutnya berakhir pada tahun 1995, tetapi Ulysses terlalu berjaya untuk berhenti. NASA dan ESA telah memberikan tiga peluasan, terakhir pada bulan Februari 2004. Ulysses dijadualkan untuk terus berjalan sehingga tahun 2008, tiga belas tahun lebih lama daripada yang dirancang sebelumnya.
Misi lanjutan Ulysses, seperti sebelumnya, adalah mempelajari matahari. Tetapi pada masa ini Ulysses jauh dari bintang kami. Ia mengadakan pertemuan dengan Musytari, mempelajari planet raksasa dan medan magnetnya. Cahaya matahari di luar sana 25 kali lebih sedikit daripada yang kita alami di Bumi, dan Ulysses semakin sejuk.
Kembali pada tahun 1980-an, ketika Ulysses masih berada di Bumi dan sedang berkumpul, perancang misi tahu bahawa kapal angkasa harus menahan beberapa suhu rendah. Oleh itu, mereka meletakkan puluhan pemanas di atas kapal, semuanya dikuasakan oleh Generator Termoelektrik Radioisotop, atau "RTG." Pemanas ini menjadikan Ulysses sentiasa panas.
Tetapi ada masalah: RTG semakin pudar.
"Output daya RTG telah menurun sejak kapal angkasa dilancarkan," kata Nigel Angold, Pengurus Operasi Kapal Angkasa Ulysses ESA di JPL. Kuasa RTG secara semula jadi memudar apabila sumber radioaktifnya merosot. Itu seperti yang diharapkan. Apa yang tidak disangka oleh perancang adalah operasi tambahan selama 13 tahun.
“Ketika Ulysses dilancarkan pada tahun 1990, RTG menghasilkan 285 watt. Kini ia turun hingga 207 watt –kekuatan yang cukup untuk menjalankan instrumen sains dan pemanas pada masa yang sama, ”kata Angold.
Di dalam Ulysses suhu berbeza dari satu tempat ke tempat yang lain. "Banyak instrumen sains sudah berada di bawah beku (0 C)," kata jurutera terma Ulysses, Fernando Castro. "Tidak apa-apa, kerana mereka boleh beroperasi pada suhu rendah." Tetapi saluran bahan api adalah perkara lain. Mereka melayang sekitar 3 darjah di atas sifar, "dan jika mereka membeku, kita menghadapi masalah."
Talian bahan api sangat penting untuk misi. Mereka menghantar pendorong hidrazin ke lapan alat pendorong kapal. Setiap minggu atau lebih, pengawal tanah menembak pendorong untuk memastikan antena radio Ulysses menunjuk ke Bumi. Penolak tidak akan berfungsi sekiranya hidrazin membeku. Tiada pendorong bermaksud tidak ada komunikasi. Misi akan hilang.
Kira-kira lapan meter ular saluran bahan bakar melalui kapal angkasa. Setiap putaran dan giliran adalah tempat sejuk yang mungkin, tempat di mana hidrazin dapat mula padat. "Sekiranya hidrazin membeku di mana sahaja, saya tidak tahu sama ada kita boleh mencairkannya semula dengan selamat," kata Castro. Apabila hidrazin mencair, ia mengembang, mungkin cukup untuk memecahkan saluran bahan bakar. Penggerak Ulysses akan hilang ke ruang angkasa.
Suhu pada setiap titik sepanjang garis bahan bakar sangat sensitif terhadap apa yang berlaku di tempat lain di kapal angkasa. Menghidupkan instrumen saintifik "di sini" mungkin menyebabkan kegelisahan "di sana", kerana ia mengambil kuasa dari salah satu pemanas. Menembak pendorong, memainkan semula atau merakam data: hampir semua perkara boleh mengganggu keseimbangan terma Ulysses yang halus.
Di atas: Bahagian dalaman Ulysses yang rumit. Blok gelap adalah instrumen sains dan alat lain. Garis bahan api, dilambangkan dengan warna merah, biru dan hijau, menuju dari tangki hidrazin pusat ke pendorong. Klik di sini untuk melihat kawasan yang paling terdedah kepada pembekuan.
Bahkan tindakan mudah menghantar kapal angkasa itu boleh menimbulkan masalah. Jurutera sistem Andy McGarry ingat, “bulan lalu kami mengirim beberapa perintah baru ke Ulysses ketika suhu mulai turun, sebanyak 0,8 darjah C dekat saluran bahan bakar. Kami berada kurang dari satu darjah dari titik beku hidrazin - terlalu dekat untuk keselesaan. "
Jurutera dengan cepat mengetahui masalahnya. "Semua instrumen sains Ulysses telah diaktifkan untuk mempelajari Musytari," jelas McGarry, "dan ini menekan RTG sampai batasnya." Ulysses menghadapi masalah untuk menyokong satu peranti lagi. Tetapi apabila isyarat tiba dari Bumi, peranti lain menyala secara automatik: penyahkod, yang menerjemahkan isyarat radio menjadi aliran binari dan sifar yang difahami oleh komputer Ulysses. "Dekoder mencuri kuasa dari pemanas."
Sejak itu pengawal tanah telah belajar untuk memastikan penghantaran mereka ke Ulysses singkat, sehingga suhu tidak dapat turun jauh.
Ulysses akan berpaling dari Musytari dan kembali ke matahari. Akhirnya pemanasan solar akan menjadikan hidrazin tetap hangat, dan pemanas di atas kapal boleh dimatikan, "tetapi itu tidak akan berlaku sehingga 2007," kata Angold. Sementara itu, jurutera di JPL terus memerhatikan kapal angkasa.
Saintis misi Steve Suess di Pusat Penerbangan Angkasa Angkasa NASA percaya bahawa usaha ini wajar. "Misi yang dilanjutkan memberi kita peluang untuk belajar lebih banyak tentang matahari." Yang menarik adalah Solar Minimum. Aktiviti solar semakin berkurang dan semakin berkurang setiap 11 tahun, jelasnya. Ulysses mengkaji fasa tenang matahari, Solar Minimum, antara tahun 1994 dan 1995. Kini Ulysses dapat melakukannya lagi. "Minimum Solar berikutnya akan dijadualkan sekitar tahun 2006," kata Suess, "tetapi tidak akan sama seperti sebelumnya." Pada tahun 2001 medan magnet matahari terbalik. Kutub utara beralih ke selatan, dan sebaliknya. Secara magnetik, matahari kini terbalik. Bagaimana ia akan mempengaruhi Minimum Suria?
Mungkin Ulysses akan mengetahui? jika tidak membeku hingga mati terlebih dahulu.
Sumber Asal: Kisah Sains NASA
