เครดิตรูปภาพ: NASA
ห้วงอวกาศเย็น หนาวมาก. นั่นเป็นปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณกำลังบินในยานอวกาศเก่า และแหล่งจ่ายไฟของคุณกำลังลดลง และท่อน้ำมันเชื้อเพลิงสามารถหยุดได้ทุกเวลา โอ้แล้วคุณต้องบินต่อไปอีกสิบสามปี
ดูเหมือนหนังระทึกขวัญเรื่องนิยายวิทยาศาสตร์ แต่นี่เป็นเรื่องจริงที่เกิดขึ้นกับยานอวกาศขององค์การนาซ่า / องค์การอวกาศยุโรปยูลิสซิส
ยูลิสซีสเปิดตัวในปี 2533 ในภารกิจห้าปีเพื่อศึกษาดวงอาทิตย์ ยานได้รวบรวมข้อมูลใหม่เกี่ยวกับความเร็วและทิศทางของลมสุริยะ มันค้นพบรูปร่าง 3 มิติของสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ มันบันทึกเปลวสุริยะบนดวงอาทิตย์และพลุสุริยะจากดาวนิวตรอนที่อยู่ไกลออกไป ยูลิสซีสยังบินผ่านหางของดาวหาง Hyakutake การเผชิญหน้าที่ไม่คาดคิดที่นักดาราศาสตร์ยินดี
ภารกิจควรจะจบลงในปี 1995 แต่ยูลิสซิสประสบความสำเร็จในการเลิก นาซ่าและอีเอสเอได้อนุญาตให้ขยายสามครั้งล่าสุดในเดือนกุมภาพันธ์ 2004 ยูลิสซิสมีกำหนดจะดำเนินต่อไปจนถึงปี 2008 ซึ่งเป็นเวลานานกว่าที่วางแผนไว้สิบสามปี
ภารกิจขยายของยูลิสซีสเช่นก่อนหน้าคือการศึกษาดวงอาทิตย์ แต่ในขณะนี้ยูลิสซีอยู่ไกลจากดาวของเรา มันกำลังเผชิญหน้ากับดาวพฤหัสศึกษาดาวเคราะห์ยักษ์และสนามแม่เหล็ก แสงแดดมีความเข้มข้นน้อยกว่าที่เราพบบนโลกถึง 25 เท่าและยูลิสซิสกำลังหนาวอย่างน่ากลัว
ย้อนกลับไปในปี 1980 เมื่อยูลิสซียังคงอยู่บนโลกและรวมตัวกันนักวางแผนภารกิจรู้ว่ายานจะต้องทนอุณหภูมิต่ำ ดังนั้นพวกเขาจึงวางเครื่องทำความร้อนจำนวนมากไว้บนเครื่องทั้งหมดขับเคลื่อนโดย Radioisotope Thermoelectric Generator หรือ“ RTG” เครื่องทำความร้อนเหล่านี้ทำให้ยูลิสซีสอุ่นอยู่เสมอ
แต่มีปัญหา: RTG กำลังจางหายไป
“ การส่งออกพลังงานของ RTG ลดลงนับตั้งแต่เปิดตัวยานอวกาศ” Nigel Angold ผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการยานอวกาศของ Ulysses ESA จาก JPL กล่าว พลังงาน RTG จางหายไปตามธรรมชาติเมื่อแหล่งกัมมันตภาพรังสีสลายตัว เป็นไปตามที่คาดไว้ นักวางแผนอะไรที่ไม่คาดหวังก็คือ 13 ปีของการดำเนินงานเพิ่มเติม
“ เมื่อยูลิสซิสเปิดตัวในปี 2533 RTG ผลิตไฟฟ้าได้ 285 วัตต์ ตอนนี้กำลังลดลงเหลือ 207 วัตต์ - มีพลังมากพอที่จะใช้งานเครื่องมือวิทยาศาสตร์และเครื่องทำความร้อนในเวลาเดียวกัน” Angold กล่าว
ภายในยูลิสซีสอุณหภูมิแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ “ เครื่องมือวิทยาศาสตร์หลายชนิดมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (0 C)” Fernando Castro วิศวกรความร้อนของ Ulysses กล่าว “ ไม่เป็นไรเพราะสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำ” แต่สายเชื้อเพลิงเป็นอีกเรื่องหนึ่ง พวกเขาลอยอยู่เหนือศูนย์ประมาณ 3 องศา“ และหากพวกเขาค้างเราก็กำลังเดือดร้อนอยู่”
สายเชื้อเพลิงมีความสำคัญต่อภารกิจ พวกเขาส่งมอบจรวดไฮดราซีนให้กับเรือขับดันแปดลำของเรือ ทุก ๆ สัปดาห์ผู้ควบคุมภาคพื้นดินยิงจรวดขับดันเพื่อให้เสาอากาศวิทยุของยูลิสซิสชี้ไปยังโลก เครื่องขับดันจะไม่ทำงานถ้าไฮดราซีนค้าง ไม่มี thrusters หมายถึงไม่มีการสื่อสาร ภารกิจจะหายไป
งูสายเชื้อเพลิงประมาณแปดเมตรผ่านยานอวกาศ จุดหมุนและจุดหมุนทุกจุดเป็นจุดเย็นที่เป็นไปได้สถานที่ซึ่งไฮดราซีนสามารถเริ่มแข็งตัวได้ “ ถ้าไฮดราซีนค้างที่ใดฉันก็ไม่รู้ว่าเราจะละลายได้อย่างปลอดภัยอีกครั้งหรือไม่” คาสโตรกังวล เมื่อไฮดราซีนละลายแล้วอาจขยายตัวได้พอที่จะทำให้ท่อน้ำมันแตก แรงผลักดันของยูลิสซีสจะทำให้มึนงงไปในอวกาศอย่างไร้ประโยชน์
อุณหภูมิ ณ จุดใดก็ตามตามแนวท่อน้ำมันนั้นอ่อนไหวอย่างยิ่งต่อสิ่งที่เกิดขึ้นที่อื่นในยานอวกาศ การเปิดเครื่องมือวิทยาศาสตร์ "ที่นี่" อาจทำให้เกิดอาการหนาวสั่น "ที่นั่น" เพราะมันใช้พลังงานห่างจากหนึ่งในเครื่องทำความร้อน การยิงทรัสเตอร์เล่นหรือบันทึกข้อมูล: เกือบทุกสิ่งอาจทำให้เสียสมดุลทางความร้อนที่ละเอียดอ่อนของ Ulysses
ด้านบน: การตกแต่งภายในที่ซับซ้อนของ Ulysses บล็อกมืดเป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ท่อน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งแสดงด้วยสีแดงสีน้ำเงินและสีเขียวนำจากถังไฮดราซีนกลางไปจนถึงเครื่องขับดันน้ำมัน คลิกที่นี่เพื่อดูพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อการแช่แข็งมากที่สุด
แม้แต่การส่งยานอวกาศอย่างง่ายๆก็สามารถทำให้เกิดปัญหาได้ วิศวกรระบบ Andy McGarry เล่าว่า“ เมื่อเดือนที่แล้วเราส่งคำสั่งใหม่ไปยัง Ulysses เมื่ออุณหภูมิเริ่มลดลงมากถึง 0.8 องศาเซลเซียสใกล้กับท่อเชื้อเพลิง เราน้อยกว่าหนึ่งองศาจากจุดเยือกแข็งของไฮดราซีน - ใกล้เกินไปเพื่อความสะดวกสบาย”
วิศวกรพบปัญหาได้อย่างรวดเร็ว “ เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของยูลิสซีสทั้งหมดได้รับการกระตุ้นให้ศึกษาจูปิเตอร์” แมคการ์รีอธิบาย“ และสิ่งนี้ทำให้ RTG ถูก จำกัด ” ยูลิสซีสมีปัญหาในการรองรับอุปกรณ์อีกหนึ่งชิ้น แต่เมื่อสัญญาณมาจากโลกอุปกรณ์อื่นก็เปิดใช้งานโดยอัตโนมัติ: ตัวถอดรหัสซึ่งแปลสัญญาณวิทยุเป็นกระแสข้อมูลไบนารีและศูนย์ที่คอมพิวเตอร์ของ Ulysses เข้าใจ “ ตัวถอดรหัสกำลังขโมยพลังงานจากตัวทำความร้อน”
ตั้งแต่นั้นมาผู้ควบคุมภาคพื้นได้เรียนรู้ที่จะส่งสัญญาณไปยังยูลิสซิสโดยสังเขปดังนั้นอุณหภูมิจึงไม่สามารถไกลได้มากนัก
ยูลิสซีกำลังจะเลี้ยวจากดาวพฤหัสบดีและมุ่งหน้ากลับไปที่ดวงอาทิตย์ ในที่สุดความร้อนจากแสงอาทิตย์จะทำให้ hydrazine อบอุ่นและสามารถปิดตัวทำความร้อนออนบอร์ดได้ "แต่นั่นจะไม่เกิดขึ้นจนถึงปี 2007" Angold กล่าว ในขณะเดียวกันวิศวกรของ JPL ก็คอยเฝ้าดูยานอวกาศอย่างต่อเนื่อง
Steve Suess นักวิทยาศาสตร์ภารกิจที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลเชื่อว่ามันคุ้มค่ากับความพยายาม “ ภารกิจขยายทำให้เรามีโอกาสเรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับดวงอาทิตย์” ที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือพลังงานแสงอาทิตย์ขั้นต่ำ กิจกรรมโซล่าไขและเสื่อมถอยทุก ๆ 11 ปีเขาอธิบาย ยูลิสซีสศึกษาขั้นตอนที่เงียบสงบของดวงอาทิตย์โซล่าขั้นต่ำระหว่างปี 2537-2538 และตอนนี้ยูลิสซีสจะทำมันอีกครั้ง “ ขั้นต่ำของโซลาร์ถัดไปมีกำหนดประมาณปี 2549” Suess กล่าว“ แต่มันจะไม่เหมือนเดิม” ในปี 2544 สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์พลิก ขั้วโลกเหนือขยับไปทางใต้และในทางกลับกัน สนามแม่เหล็กขณะนี้ดวงอาทิตย์กลับหัวกลับหาง สิ่งนั้นจะส่งผลกระทบขั้นต่ำของพลังงานแสงอาทิตย์อย่างไร
บางทียูลิสซีอาจหาคำตอบ? ถ้าไม่ตายก่อน
แหล่งที่มาดั้งเดิม: เรื่องราววิทยาศาสตร์ของนาซา
