Los ingenieros que trabajan en la sonda Voyager 1 de la NASA han mitigado con éxito un problema con los propulsores de la nave espacial, que mantienen al explorador distante apuntando a la Tierra para que pueda recibir comandos, enviar datos de ingeniería y proporcionar los datos científicos únicos que está recopilando.
Después de 47 años, un tubo de combustible dentro de los propulsores se ha obstruido con dióxido de silicio, un subproducto que aparece con el tiempo de un diafragma de goma en el tanque de combustible de la nave espacial. La obstrucción reduce la eficiencia con la que los propulsores pueden generar fuerza. Después de semanas de cuidadosa planificación, el equipo cambió la nave espacial a un conjunto diferente de propulsores.
Los propulsores son alimentados por hidracina líquida, que se convierte en gases y se libera en bocanadas de decenas de milisegundos de duración para inclinar suavemente la antena de la nave espacial hacia la Tierra. Si el propulsor obstruido estuviera sano, necesitaría realizar alrededor de 40 de estos pulsos cortos por día.
Ambas sondas Voyager cuentan con tres conjuntos de propulsores: dos conjuntos de propulsores de propulsión de actitud y un conjunto de propulsores de maniobra de corrección de trayectoria. Durante los sobrevuelos planetarios de la misión, ambos tipos de propulsores se utilizaron para diferentes propósitos. Pero a medida que la Voyager 1 viaja en una trayectoria invariable fuera del sistema solar, sus necesidades de propulsión son más simples, y cualquiera de las ramas del propulsor se puede usar para apuntar la nave espacial a la Tierra.
En 2002, el equipo de ingeniería de la misión, con sede en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, notó que algunos tubos de combustible en la rama del propulsor de propulsión de actitud que se utilizaba para apuntar se estaban obstruyendo, por lo que el equipo cambió a la segunda rama. Cuando esa rama mostró signos de obstrucción en 2018, el equipo cambió a los propulsores de maniobra de corrección de trayectoria y ha estado usando esa rama desde entonces.
Ahora, esos tubos propulsores de corrección de trayectoria están aún más obstruidos que las ramas originales cuando el equipo los cambió en 2018. Los tubos obstruidos se encuentran dentro de los propulsores y dirigen el combustible a los lechos catalizadores, donde se convierte en gases. (Estos son diferentes a los tubos de combustible que envían hidracina a los propulsores). Mientras que la abertura del tubo tenía originalmente solo 0,01 pulgadas (0,25 milímetros) de diámetro, la obstrucción la ha reducido a 0,0015 pulgadas (0,035 mm), o aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano. Como resultado, el equipo tuvo que volver a cambiar a una de las ramas propulsoras de propulsión de actitud.
Calentamiento de los propulsores
Cambiar a diferentes propulsores habría sido una operación relativamente sencilla para la misión en 1980 o incluso en 2002. Pero la edad de la nave espacial ha introducido nuevos desafíos, principalmente relacionados con el suministro de energía y la temperatura. La misión ha apagado todos los sistemas no esenciales a bordo, incluidos algunos calentadores, en ambas naves espaciales para conservar su suministro de energía eléctrica que se reduce gradualmente, que es generado por el plutonio en descomposición.
Si bien esas medidas han funcionado para reducir la energía, también han llevado a que la nave espacial se enfríe, un efecto agravado por la pérdida de otros sistemas no esenciales que producían calor. En consecuencia, las ramas del propulsor de propulsión de actitud se han enfriado y encenderlas en ese estado podría dañarlas, haciendo que los propulsores sean inutilizables.
El equipo determinó que la mejor opción sería calentar los propulsores antes del cambio encendiendo lo que se había considerado calentadores no esenciales. Sin embargo, como con tantos desafíos que ha enfrentado el equipo de la Voyager, esto presentó un rompecabezas: el suministro de energía de la nave espacial es tan bajo que encender los calentadores no esenciales requeriría que la misión apagara algo más para proporcionar a los calentadores la electricidad adecuada, y todo lo que está funcionando actualmente se considera esencial.
Al estudiar el problema, descartaron apagar uno de los instrumentos científicos que aún funcionan durante un tiempo limitado porque existe el riesgo de que el instrumento no vuelva a estar en línea. Después de un estudio y planificación adicionales, el equipo de ingeniería determinó que podían apagar de manera segura uno de los calentadores principales de la nave espacial hasta por una hora, liberando suficiente energía para encender los calentadores de los propulsores.
Funcionó. El 27 de agosto, confirmaron que la rama propulsora necesaria estaba de nuevo en acción, ayudando a apuntar la Voyager 1 hacia la Tierra.
"Todas las decisiones que tendremos que tomar en el futuro van a requerir mucho más análisis y precaución de lo que alguna vez lo hicieron", dijo Suzanne Dodd, gerente de proyectos de Voyager en el Laboratorio de Propulsión a Chorro que administra Voyager para la NASA.
Las naves espaciales están explorando el espacio interestelar, la región fuera de la burbuja de partículas y campos magnéticos creados por el Sol, donde es probable que ninguna otra nave espacial visite durante mucho tiempo. El equipo científico de la misión está trabajando para mantener a las Voyager en funcionamiento durante el mayor tiempo posible, para que puedan seguir revelando cómo es el entorno interestelar.
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