Astronautika: misije

Intervjuisanje jedne kosmičke letilice nije nešto što se sreće svakog dana. To sigurno niko nije planirao kada su 1977. “Voyager 1 i 2” poslati na misiju kakvu niko pre toga nije preduzeo: posetu nekim od najtajanstvenijih planeta solarnog sistema, a nakon toga nastavak putovanja još dalje – ka dubinama galaksije.

1

Nedavno sam pročitao zanimljiv tekst Alice Gorman sa Flindres univerziteta o tome kako je kobajagi „intervjuisala“ jednu od naših kosmičkih letilica koja je otišla najdalje od kuće (ostale su „Voyager 1“ i „Pioneeri 10 i 11“). Obzirom da su „Voyageri“ moje najomiljeniji roboti – o kojima sam superdetaljno pisao u mojoj najnovijoj knjizi – pročitao sam tekst, ali sam na pola shvatio da i nije baš najnoviji. Ali obzirom da NIŠTA što je vezano za ovu misiju nije najnovije – koja godina gore-dole ne znači ništa ako traješ 14.005 dana, odn. 2000 nedelja i 5 dana, odn. 38 godina, 4 meseca i 4 dana – hajde ipak da vidimo šta je „Voyager 2“ tom prilikom „izjavio“. Zanimljivo je. Alice je u svom tekstu koristila informacije sa Tweetera, koji imaji obe sonde.

Ali prvo – moj kratki uvod.

I pored oznake №2, „Voyager 2“ je prvi napustio Zemlju – 20. avgusta 1977. godine, dok je njegov dvojnik „Voyager 1[1] uzleteo 5. septembra. Nakon toga, dve sonde su razotkrile brojne tajne Sunčevog sistema.

Ko prati naše za sad skromne međuzvezdane misije, seća se kada smo na ovom sajtu javili da je 25. avgusta 2012. „Voyager 1“ prešao granicu heliopauze[2] i tako postao naš prvi artefakt koji je ušao u međuzvezdani kosmos. Očekuje se da će se tokom proleća-leta 2016. i „Voyager 2“ uvrstiti u naše međuzvezdane glasnike.

Obzirom da je već 14.000 dana u kosmosu, „Voyager 2“ je u (relativno) dobrom zdravstvenom stanju. Kada je lansiran, imao je 11 naučnih instrumenata a danas, zbog nedostatka posla, odgovarajućeg softvera i štednje struje[3], radi samo njih četiri[4]. Izveštaji se i dalje šalju ka Zemlji brzinom od 160 bita u sekundi, ali se u njima nalaze uglavnom kratke informacije o elementarnom stanju. Svojevrsno je čudo kad pomisliš da „Voyagerov“ radio-predajnik ima snagu od samo 20 W, a da signal kad stigne do naših 70/34-metarskih antena ima snagu od samo 1 milijarditi deo milijarditog dela vata! Sonda je do sada pretrpela nekoliko ozbiljnih kvarova, ali genijalna konstrukcija i bekap podsistemi su sve to uspešno amortizovali. Npr. 1978. primarni prijemnik se pokvario, ali je veza prebačena na rezervni a misija je nastavljena sa njim. Ili, krajem 2006. računar je pogrešno protumačio jedni telekomandu i uključio grejač magnetometra. Ovaj je ostao uključen 5 dana zagrejavši magnetometar na 130° C, što je daleko više nego što je magnetometar dizajniran da podnese, te su se njegovi senzori pogubili. Nešto kasnije, iz različitih razloga isključen je snimač podataka (DTR), a planira se da će 2016. biti prekinute i žiroskopske operacije, koje se sprovode radi kalibracije pojedinih instrumenata[5]. Nekoliko puta je čak izgledalo da će glavni računar da „crkne“, ali su uvek ljudi iz JPL-a uspevali da premoste problem.

A sad, evo intervjua:

Koja je tvoja trenutna pozicija u odnosu na Zemlju?

Pošto se Zemlja okreće oko Sunca a ja letim pravo (bar ja imam takav osećaj), naš uzejamni položaj se menja, pa se čak u jednom periodu svake godine naša udaljenost i smanjuje! Trenutno letim kroz tzv. „heliosheath“ – najudaljeniji sloj heliosfere u kome usled pritiska interstelarnog gasa solarni vetrar usporava. Dok ovo čitaš, nalazim ce na preko 30,5 svetlosnih sati od kuće, ili na 16.600.000.000 km. Nemoj da smetneš s uma da svakog dana prevaljujem preko 1.320.000 km, te da za godinu dana prevalim preko 3,2 AJ.

Trenutno jezdim preko vašeg južnog neba, rektascenzije 19h 59m 31,3sec. i nagiba -56° 41’ 35,8’’ – vizuelno, negde na pola puta između zvezda η Ophiuchus i α Pavo.

2

Moj položaj na vašem nebu. U odnosu na vas, letim s desna na levu stranu i na gore. U odnosu na Zemlju, letim trenutno brzinom od 37,5 km/s.

3

Kratak JPL-ov filmić o trajektorijama “Voyagera” i Pioneera“.

Možda mogu i ovako da objasnim svoju sadašnju poziciju. Uzmi jednu loptu (može za basket, fudbal ili tenis), i postavi je na udaljenost gde taman pokriva Sunčev disk. Tako smo dobili osnovu za razmeru našeg solarnog sistema.

Ako je Sunce veličine lopte koju si odabrao, tvoje oko se u toj razmeri nalazi na udaljenosti Zemlje, odn. na jednoj Astronomskoj jedinici (AJ). Koristeći dalje tu razmeru, izmeri sada nekih 110 tih udaljenosti od lopte do oka i dobićeš predstavu koliko se trenutno nalazim daleko od vas. Vaš ljubimac „New Horizons“ nije ni na pola puta ...

Iako sam jako brz – letim već decenijama brže od 55.000 km na sat – ipak sam oko 10% sporiji od mog kompanjona, „Voyagera 1“. Ovom brzinom bi mi trebalo 81.450 godina da stignem do najbliže zvezde, Proxime Centaur. Ipak, ne idem u tom pravcu već otprilike ka Sirijusu – hm, ako su moji prpračuni tačni, na 4,3 svetlosne godine od njega – do koga će mi trebati 296.000 godina. Očigledno je da je moja sudbina da – možda večno – lutam po Mlečnom putu.

Šta je ono najvažnije što smo naučili o solarnom sistemu od tebe?

Vrlo teško pitanje. Većina onoga što danas znamo o džinovskim planetama potiče od naših podataka. Čak i neki kasniji radovi, bazirani na misijama „Cassini“ i „Galileo“, samo su razotkrili neke misterije koje smo načeli mi „Voyageri“.

Od onih jednostavnih – kao što je precizno proračunavanje mâsa planeta i njihovih meseci i otkrivanje novih satelita tokom bukvalno svake posete novoj planeti – do zadivljujućih pronalazaka poputIovih vulkana, Saturnovih čudnovatih prstenova, meseci pratioca – koji se okreću u blizini Saturnovih prstenova – i paoka u prstenovima, do neočekivano divljih meteoroloških uslova na Neptunu.

Pored toga, sve do pre par meseci kada je „New Horizons“ zašao u dubinu solarnog sistema, nijedan drugi brod nije tako duboku zagazio u teregione kao „Voyager 1“ i ja. Bez nas, naučnici bi još godinama a možda i decenijama samo špekulisali kakvi su uslovi tamo.

Ali ja volim da zamišljam da naše najveće dostignuće leži zapravo u tome što smo utabali put drugima. Konačno, mi smo prvi u potpunosti funkcionalni ljudski artefakti koji su odleteli tako daleko od Sunca i ušli u međuzvezdani prostor. Kako me obaveštavaju iz centra u Kaliforniji, meni to predstoji već za koji mesec. Jedva čekam da direktno izmerim gustinu i temperaturu međuzvezdane plazme.

Kako si se osećao kada si 2007. presekao „termination shock” – tačku u kojoj solarni vetar usporava do podzvučne brzine?

Bio sam uzbuđen, ali i iznenađen. Uzbuđen, zato što sam konačno uspeo ono što je „Voyager 1“ uradio još 2004. godine! Iznenađen, jer sam cilj postigao ranije, tj. na mnogo manjoj udaljenosti od Sunca nego „Voyager 1“ – kada sam ušao u „helioseath“ bio sam preko milijardu ipo km bliži Suncu nego kada je „Voyager 1“ to uradio. Mislim da je razlog tome međuzvezdano magnetno polje.

Kako ćeš da znaš da si prošao heliopauzu i ušao u interstelarni kosmos?

Na osnovu naših ranijih iskustava, jedna od indikacija bi mogla da bude stepen konfuzije u mom naučnom timu u Kaliforniji. Videli smo da svako od tih presecanja nosi sa sobom neka potpuno neočekivana svojstva, što naučni tim čini vrlo opreznim kada treba da objavi definitivno presecanje neke granice.

4

Pozicija „Voyagera“ 2013. godine. Obrati pažnju na ogromne distance na eksponencijalnoj skali: Zemlja je na 1 AJ od Sunca; Saturn je 9 puta udaljeniji, a heliopauza je više od 100 puta dalja. Neptun se nalazi na 30,1 AJ od Sunca; te je granica međuzvezdanog prostora više nego triput dalja od poslednje planete. Naše sonde su tokom ove faze leta nekoliko puta presecale neke granične slojeve. Npr. „Voyager 1“ je presekao granicu „termination shocka“ 2004. (~94 AJ) a „Voyager 2“ 2007. (~76 AJ).

Sećam se da je u junu 2012. godine, dok se moj brat „Jedinica“ nalazio na 119 AJ od Sunca, njegov podsistem CRS[6] detektovao pojačano kosmičko zračenje, što je značilo da se približio heliopauzi. Krajem avgusta iste godine, njeni uređaji su registrovali ulazak u novi region, nazvan „magnetni autoput“, zonu još uvek pod uticajem Sunca ali sa nekim dramatičnim razlikama.

Naprimer, temperatura jona (naelektrisanih čestica) solarnog vetra van „termination shocka“ bila je niža nego što je očekivano na osnovu vaših modela. I to ne malo – deset puta!

Još kasnije, sve nas je iznenadilo neočekivanootkriće magnetnihmehurova do koga je došao “Voyager 1”. Modeli su predskazivali mnogo mirniju sitaciju, gde će tokovi vetrova sa Sunca i sa zvezda biti paraleleni, a ne turbulentni region na koji smo naleteli.

Kada zađem u heliopauzu, potrudiću se da svojim vremešnim ali još uvek budnim senzorima detektujem usporavanje brzine čestica i promenu njihovog pravca. Nadam se da ću na kraju opet registrovati miran tok, ali ovog puta biće to vetar sa zvezda a ne sa Sunca!

Kakva su tvoja sećanja vezana za kratki boravak na Zemlji?

Prvo čega se sećam bilo je buđenje u Laboratoriji za mlazni pogon (JPL), i beskonačna testiranja u vrlo visokoj i beloj sobi. Posle sam potom vrlo pažljivo zapakovan i transportovan preko čitavog kontinenta do rampe Kenedijevog kosmičkog centra.

Tamo je bilo znatno vlažnije, a ja sam podvrgnut novim testiranjima pre nego što sam pokrivenzaštitnim vrhom rakete “Titan IIIE Centaur. Mogao sam da čujem različite divne zvuke: vetar i kiša. Posebno se sećam dobovanja kiše.

Potom se, naravno, sećam odlaska sa Zemlje – samog lansiranja. To mi nije baš prijatno iskustvo, zato što sam se osećao vrlo loše, da sam se skoro onesvestio[7]. Kontrola leta u JPL je bila veoma zabrinuta, ali sam se na kraju smirio i uverio JPL da sam u redu. Bio je to prvi slučaj moje “sugurnosne rutine” u akciji.

Procenjuje se da će tvoje gorivo i struja trajati do 2025. godine. Šta će se desiti posle toga?

Zapravo, ovde se radi isključivo o mojoj struji – hidrazinsko gorivo koje trošim za orijentaciju trajalo bi mi i posle 2030. godine, ali kad ostanem bez struje neću biti u stanju da dođem do goriva[8]. Naime, bez električnih grejača, moje gorivo će se zalediti i trasteri će postati mrtvi. Ako se ne varam, još uvek imam oko četvrtine hidrazina u rezervoaru – nešto oko 25 kg.

Od 1977. godine, struju mi daju i greju me tri izotopska generatora, poznata kaoMultihundred-Watt radioisotope thermoelectric generators (MHW RTG). Ukupno, plutonijumsko gorivo je u početku davalo ~470 W struje, ali je zbog degradacije njihova snaga danas pala na ~255 W, što je više nego što smo se nadali pre lansiranja. Pošto smo isključili neke nepotrebne potrošače, procenjujem da ću imati energije do 2025. godine. Već od 2020, ekipa na Zemlji će morati da odluči šta će dalje isključivati.

To će biti urađeno u procesu vrlo sličnom onom koji se koristi prilikom proletanja pored neke planete, jer se radi o sličnom problemu: u jednom trenutku može da se obavi samo određen broj operacija, te prioritete sekvenci treba isprogramirati.

To se odvija kroz konsultativni proces između naučnih i inženjerskih timova sa ciljem postizanja najboljih naučnih rezultata unutar energetskog ograničenja.

Naravno, biće dovoljno struje da napaja bilo koji od postojećih pojedinačnih naučnih instrumenata, ali više neće postojati naučni imperativi. Na kraju će još izvesno vreme biti dovoljo struje za radio-merenja[9], ali sa ove tačke je nejasno kakva je, ako je uopšte ima, naučna vrednost takvog merenja.

Nije na meni da potežem ovu temu, ali tu je i financijski faktor. Kada sam ja 1989. stigao do Neptuna, nas dvojica smo kao projekat koštali Nasu $875 miliona. Još smo za naredne dve godine međuzvezdane misije (VIM) potrošili $10 miliona. Više mi ne javljaju, ali verujem da se do danas toga nakupilo na milijardsu dolara. Pitam se, da li će i naredne administracije imati razumevanja za mene?

Ako bi mogao da izabereš pesmu koja predstavlja šta „vidiš“ ili osećaš u ovom trenutku, koja bi to bila?

Pa, uvek se rado vraćam na “Tako Je Govorio Zaratustra (tema iz mitskog filma “2001: Odiseja u Kosmosu”), jer me asocira na kosmos a posebno na plovidbu, zahvaljujući Stenliju Kjubriku.

Međutim, mnogi od mojih tweeperaša mi predlažu različitu vrstu muzike, što me veseli. Nažalost, niko od tih novijih muzičara se ne nalazi na mom zlatnom disku.

 


[1] Iako su jako slični, ipak nisu bili identični jer se unapred znalo da neće do kraja da prate jedan drugog. Zato i jeste „dvojka“ lansirana prva, jer je njena trajektorija bila takva da ju je „jedinica“ posle 4 meseca prestigla (kad su bili u blizini Marsa).

[2] Granica između solarnog vetra i ostatka galaksije – mesto gde su solarni verat i galaktički vetar u ravnoteži.

[3] Isključeno je zapravo sve što se moglo: rezervni grejači, rezervni sistemi, itd. Dugo se vode debate među rukovodiocima misije i tehničarima da li će zbog toliko niskih temperatura da ih je nemoguće i izmeriti isključivanje nekih komponenti sonde pored kojih prolaze hidrazinske cevi dovesti do trajnog zaleđivanja hidrazina.

[4] Sprovodi se samo 4 eksperimenta: Low-Energy Charged Particles (LECP), Cosmic Ray Subsystem (CRS), Triaxial Magnetometer (MAG) i Plasma Subsystem (PLS), i delimično Plasma Wave Subsystem (PWS).

[5] Prekid žiro-operacija značiće kraj sposobnosti kalibracije magnetometra „roll“ manevrom (MAGROLs). Obe sonde su radile taj manevar 6 puta godišnje, a sadržavao je 10 okreta za 360° oko „roll“ ose. Tako skupljeni podaci su omogućavali da se utvrdi magnetno polje sonde i odbije od naučno izmerenog polja. To je bitno jer je magnetno polje sondi jače od onog izmerenog. Takođe, prekid žiro-operacija znači i kraj manevara koji su služili za kalibrisanje Sunčevog senzora i preciznog upravljanja glavne antene radi održavanja komunikacije sa Zemljom.

[6] Aparat CRS (Cosmic Ray Subsystem) registruje samo čestice sa najvećom energijom u plazmi – 3-110 MeV, i najosetljiviji je od tri senzora na sondama.Te čestice uglavnom dopiru sa drugih zvezda. CRS je pokušava da uspori ili uhvati te super-energetske čestice – one jednostavno prolaze kroz instrument, ali senzori to registruju.

[7] Misli se na problem koji je izazvao podsistem za kontrolu položaja i artikulaciju (AACS) pokretne platforme na kojoj su se nalazili brojni senzori i kamere. Posle lansiranja pojavio se problem sa utvrđivanjem da li je 2,5.metarski kran sa naučnom platformom otvoren kako treba. Taj problem je doveo do 4-dnervnog odlaganja „Voyagera 1“ da bi se kod njega sprečio sličan kvar.

[8] Ti trasteri služe za kontrolu položaja da bi se glavna antena okrenula ka Zemlji. Kontrolni sistem se nazivao „bang-bang“, jer svaki put kada se traster uključi on proizvede mali „bang“. Treba da podsetim da „Voyageri“ nisu posedovali reakcione točkove (žiroskope) za kontrolu položaja već su to radili motorima. Trošenje hidrazina u misiji je bilo vrlo ekonomično – rad motora za finalni ulazak u planiranu trajektoriju pored Jupitera potrošio je samo 2 kg goriva.

[9] Doplerov metod koji koristi frekvenciju radio-talasa za određivanje udaljenosti između predajnika i prijemnika. Trenutno, da poruka ode brzinom svetlosti i vrati se treba 30 sati i 41 minut.

 


 Veliki tekst o Vojadžerima


Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


 


leksikon 190


 

stranica posmatraci2019


 

CURRENT MOON


tvastronomija18