Kredit gambar: NASA
Ruang yang dalam dingin. Sangat dingin. Itu masalah – terutama jika Anda terbang di pesawat ruang angkasa tua. Dan catu daya Anda berkurang. Dan saluran bahan bakar bisa membeku kapan saja. Oh, omong-omong, Anda harus terus terbang selama tiga belas tahun lagi.
Kedengarannya seperti film thriller fiksi ilmiah, tetapi ini benar-benar terjadi pada pesawat ruang angkasa NASA / Badan Antariksa Eropa Ulysses.
Ulysses diluncurkan pada 1990 dengan misi lima tahun untuk mempelajari matahari. Pesawat itu mengumpulkan data baru tentang kecepatan dan arah angin matahari. Ia menemukan bentuk 3D dari medan magnet matahari. Ini merekam suar matahari di matahari, dan suar super-surya dari bintang-bintang neutron yang jauh. Ulysses bahkan terbang melalui ekor komet Hyakutake, sebuah pertemuan tak terduga yang menyenangkan para astronom.
Misi itu seharusnya berakhir pada 1995, tetapi Ulysses terlalu sukses untuk berhenti. NASA dan ESA telah memberikan tiga perpanjangan, paling baru pada Februari 2004. Ulysses dijadwalkan untuk terus berjalan hingga 2008, tiga belas tahun lebih lama dari yang direncanakan semula.
Misi Ulysses yang diperluas, seperti sebelumnya, adalah mempelajari matahari. Tetapi saat ini Ulysses jauh dari bintang kami. Ini mengalami perjumpaan dengan Jupiter, mempelajari planet raksasa dan medan magnetnya. Cahaya matahari di luar sana 25 kali lebih ringan dari yang kita alami di Bumi, dan Ulysses menjadi sangat dingin.
Kembali pada tahun 1980-an, ketika Ulysses masih di bumi dan sedang berkumpul, perencana misi tahu bahwa pesawat ruang angkasa harus mengalami beberapa suhu rendah. Jadi mereka menaruh lusinan pemanas, semuanya ditenagai oleh Radioisotop Thermoelectric Generator, atau "RTG." Pemanas ini membuat Ulysses tetap hangat dan nyaman.
Tapi ada masalah: RTG memudar.
“Output daya RTG telah menurun sejak wahana antariksa diluncurkan,” kata Nigel Angold, Manajer Operasi Pesawat Luar Angkasa Ulysses ESA di JPL. Daya RTG memudar secara alami karena sumber radioaktifnya meluruh. Seperti yang diharapkan. Apa yang tidak diharapkan perencana adalah operasi ekstra 13 tahun.
“Ketika Ulysses diluncurkan pada 1990, RTG menghasilkan 285 watt. Sekarang menjadi 207 watt - daya yang hampir tidak cukup untuk menjalankan instrumen sains dan pemanas pada saat yang sama, "kata Angold.
Di dalam Ulysses suhunya bervariasi dari satu tempat ke tempat lain. "Banyak instrumen sains sudah di bawah titik beku (0 C)," kata insinyur termal Ulysses Fernando Castro. "Tidak apa-apa, karena mereka dapat beroperasi pada suhu rendah." Tapi jalur bahan bakar adalah masalah lain. Mereka melayang sekitar 3 derajat di atas nol, "dan jika mereka membeku, kami dalam masalah."
Saluran bahan bakar sangat penting untuk misi ini. Mereka mengirimkan propelan hidrazin ke delapan pendorong kapal. Setiap minggu atau lebih, pengendali tanah menembakkan pendorong untuk menjaga antena radio Ulysses mengarah ke Bumi. Pendorong tidak akan berfungsi jika hidrazin membeku. Tidak ada pendorong berarti tidak ada komunikasi. Misi itu akan hilang.
Sekitar delapan meter dari jalur bahan bakar ular melalui pesawat ruang angkasa. Setiap belokan dan belokan adalah titik dingin yang mungkin, tempat di mana hidrazin dapat mulai membeku. "Jika hidrazin membeku di mana saja, saya tidak tahu apakah kita bisa mencairkannya dengan aman lagi," khawatir Castro. Ketika hidrazin mencair, ia mengembang, mungkin cukup untuk memutus saluran bahan bakar. Propelan Ulysses akan sia-sia melayang ke angkasa.
Suhu pada titik tertentu di sepanjang jalur bahan bakar sangat peka terhadap apa yang terjadi di tempat lain di pesawat ruang angkasa. Menyalakan instrumen ilmiah "di sini" dapat menyebabkan dingin "di sana," karena itu mengambil kekuatan dari salah satu pemanas. Menembak pendorong, memutar ulang atau merekam data: hampir semua hal dapat mengganggu keseimbangan termal Ulysses yang halus.
Atas: Interior Ulysses yang rumit. Blok gelap adalah instrumen sains dan perangkat lain. Saluran bahan bakar, ditandai dengan warna merah, biru dan hijau, timah dari tangki hidrazin pusat ke pendorong. Klik di sini untuk melihat area yang paling rentan terhadap pembekuan.
Bahkan tindakan sederhana mengirim pesawat ruang angkasa pesan dapat menyebabkan masalah. Insinyur sistem Andy McGarry mengenang, “bulan lalu kami mengirim beberapa perintah baru ke Ulysses ketika suhu mulai turun, sebanyak 0,8 derajat C di dekat saluran bahan bakar. Kami kurang dari satu derajat dari titik beku hidrazin – terlalu dekat untuk kenyamanan. ”
Para insinyur dengan cepat menemukan masalahnya. "Semua instrumen sains Ulysses telah diaktifkan untuk mempelajari Jupiter," jelas McGarry, "dan ini membuat batas RTG menjadi terbatas." Ulysses akan kesulitan mendukung bahkan satu perangkat lagi. Tetapi ketika sebuah sinyal datang dari Bumi, perangkat lain benar-benar menyala, secara otomatis: decoder, yang menerjemahkan sinyal radio menjadi aliran yang biner dan nol yang dipahami oleh komputer Ulysses. "Dekoder mencuri daya dari pemanas."
Sejak itu pengendali tanah telah belajar untuk menjaga agar transmisi mereka ke Ulysses singkat, sehingga suhunya tidak bisa turun jauh.
Ulysses akan berbalik dari Jupiter dan kembali ke matahari. Akhirnya pemanasan matahari akan membuat hidrazin tetap hangat, dan pemanas onboard dapat dimatikan, "tetapi itu tidak akan terjadi sampai 2007," kata Angold. Sementara itu, para insinyur di JPL terus mengawasi pesawat ruang angkasa.
Ilmuwan misi Steve Suess di NASA Marshall Space Flight Center percaya itu sepadan dengan usaha. "Misi yang diperluas memberi kita kesempatan untuk belajar lebih banyak tentang matahari." Yang menarik adalah Minimum Solar. Aktivitas matahari bertambah dan berkurang setiap 11 tahun, ia menjelaskan. Ulysses mempelajari fase tenang matahari, Solar Minimum, antara tahun 1994 dan 1995. Sekarang Ulysses akan melakukannya lagi. "Solar Minimum berikutnya akan jatuh tempo sekitar 2006," kata Suess, "tapi itu tidak akan sama seperti sebelumnya." Pada tahun 2001 medan magnet matahari terbalik. Kutub utara bergeser ke selatan, dan sebaliknya. Secara magnetis, matahari sekarang terbalik. Bagaimana itu akan mempengaruhi Solar Minimum?
Mungkin Ulysses akan mencari tahu? jika tidak mati beku dulu.
Sumber Asli: NASA Science Story
