Космические аппараты-близнецы NASA «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенные в 1977 году, сейчас движутся в межзвездном пространстве со скоростью около 60 000 км/ч.
Инженеры Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Южной Калифорнии восстановили работу резервных двигателей на борту космического аппарата «Вояджер-1». Они считались неработоспособными с 2004 года. Удаленный ремонт требовал творческого подхода и решительности, был чреват риском. Но команда инженеров была жизненно заинтересована в восстановлении резерва активных двигателей, в топливных трубках которых накопился осадок. Существовали опасения, что это может привести к выходу движков из строя уже этой осенью.
Ситуация осложнялась тем, что миссии необходимо было обеспечить работоспособность давно бездействующих двигателей до 4 мая, когда главная из трех наземных антенн, передающих команды «Вояджеру-1» и его близнецу «Вояджеру-2», отключилась на несколько месяцев для модернизации.
Зонды Voyager 1 и Voyager 2. Графики скорости и удаленности от Солнца.
«Вояджер-1» и «Вояджер-2» были запущены 5 сентября и 20 августа 1977 года. Первый Странник стартовал позже, но летит чуть быстрее. Сейчас они несутся в межзвездном пространстве со скоростью 61 184 км/ч и 55 335 км/ч соответственно. Оба космических аппарата маневрируют за счет нескольких комплектов основных и резервных микрореактивных двигателей (всего их 16).
Четыре двигателя обеспечивают курсовой поворот вправо, влево, вверх и вниз. Это необходимо не только при облете Юпитера, Сатурна и их спутников, но и для постоянной ориентации радиопередатчика зонда на Землю. Так аппараты могут в режиме реального времени отправлять данные и принимать команды, несмотря на огромное преодоленное расстояние.
По данным NASA на 15 мая 2025 года, удаленность зонда «Вояджер-1» от Земли составляет 166,3 астрономической единицы или 24,878 миллиарда километров. Подробные данные можно посмотреть на этой странице на сайте агентства.
Еще один комплект двигателей отвечает за положение параболической антенны диаметром 3,7 метра. Это своего рода космический компас. Он ориентирован на сильно удаленный галактический объект, играющий роль путеводной звезды. При изменении траектории движения антенна также меняет угол наклона, не выпуская цель из поля зрения. Если условно смотреть с Земли, эти двигатели вращают антенну, как виниловую пластинку.
У космического странника нет цели, есть только путь.
Чтобы устранять засоры магистралей в двигателях, инженеры ранее переключались между основными и резервными двигателями обоих «Вояджеров». Но на «Вояджере-1» двигатели, ответственные за ориентацию антенны, перестали работать в 2004 году из-за потери электропитания. Инженеры тогда пришли к выводу, что сломанные элементы, скорее всего, починить невозможно, и решили полагаться исключительно на резервные поворотные двигатели.
Но при появлении в 2024 году данных о засоре топливных магистралей возникла критическая ситуация. Без возможности управлять наклонением антенны возник бы целый ряд проблем, которые могли угрожать жизнеспособности зонда. Команда инженеров решила вернуться к ситуации с отказом двигателя в 2004 году. Они заподозрили, что отказ носит чисто механическую природу — в цепи питания просто «залип» переключатель. Если бы они смогли вернуть переключатель в исходное положение, двигатель смог бы снова работать. Это позволило бы им почистить магистрали агрегатов, которые без передышки работали с 2004 года.
Устройство аппарата «Вояджер-1». Не будем забывать, что он был создан полвека назад.
Чтобы найти решение, пришлось серьезно поломать голову. Команде предстояло попытаться дистанционно починить и перезапустить неработающую 20 лет электрику. Если бы в течение этого времени звездный навигатор показал отклонение от курса, с большой вероятностью возникала нештатная ситуация — потеря согласованности действий силовых установок. Это могло закончиться даже взрывом и потерей зонда.
Инженеров JPL подгоняло ожидаемое 4 мая 2025 года штатное отключение для модернизации до февраля 2026 года Станции дальнего космоса (DSS-43) в Австралии. Хотя сеть Deep Space Network располагает тремя комплексами связи с космическими аппаратами (в Голдстоуне, Калифорнии, Мадриде и в Австралии), DSS-43 — единственная антенна с достаточной мощностью сигнала и удачным географическим положением для отправки команд «Вояджерам» независимо от времени земных суток. В случае отключения станции неизбежно возникают «окна», когда контроль аппарата затруднен или невозможен.
Снимок вулкана на спутнике Юпитера Ио, сделанный Вояджером-1 5 марта 1979 года.
Взвесив все за и против, 20 марта 2025 года инженеры решились действовать. На «Вояджер-1» были направлены необходимые команды. Из-за огромного расстояния ждать пришлось почти сутки, необходимые для прохождения сигналов туда и обратно. И томительное ожидание было вознаграждено. Через 20 минут после первого ответа с зонда поступила информация о росте температуры в двигателях, остававшихся мертвыми 20 с лишним лет.
Это был такой славный момент! В тот день моральный дух команды взлетел до небес. Эти двигатели считались неисправными. И это было верно. Просто одному из наших парней пришло в голову, что мы ищем не там. Это стало чудом, спасшим «Вояджер»!
Тодд Барбер
руководитель службы контроля двигателей в Лаборатории реактивных движения (JPL).
К настоящему времени неисправности успешно устранены и аппарат продолжает полет к неисследованным и погруженным во мрак окраинам Солнечной системы.
