Um modelo da nave espacial Voyager da NASA. As Voyagers gêmeas voam desde 1977 e estão explorando as regiões externas do nosso sistema solar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech”
A espaçonave usa seus propulsores para permanecer apontada para a Terra, mas depois de 47 anos no espaço, alguns dos tubos de combustível ficaram obstruídos.
Engenheiros que trabalham na sonda Voyager 1 da NASA conseguiram resolver com sucesso um problema com os propulsores da espaçonave, que mantêm o explorador distante apontado para a Terra para que ele possa receber comandos, enviar dados de engenharia e fornecer os dados científicos exclusivos que está coletando.
Após 47 anos, um tubo de combustível dentro dos propulsores ficou obstruído com dióxido de silício, um subproduto que aparece com a idade de um diafragma de borracha no tanque de combustível da espaçonave. O entupimento reduz a eficiência com que os propulsores podem gerar força. Após semanas de planejamento cuidadoso, a equipe trocou a espaçonave por um conjunto diferente de propulsores.
Os propulsores são abastecidos por hidrazina líquida, que é transformada em gases e liberada em sopros de dezenas de milissegundos para inclinar suavemente a antena da espaçonave em direção à Terra. Se o propulsor entupido estivesse saudável, ele precisaria conduzir cerca de 40 desses pulsos curtos por dia.
Ambas as sondas Voyager apresentam três conjuntos, ou ramos, de propulsores: dois conjuntos de propulsores de propulsão de atitude e um conjunto de propulsores de manobra de correção de trajetória. Durante os voos planetários da missão, ambos os tipos de propulsores foram usados para propósitos diferentes. Mas como a Voyager 1 viaja em um caminho imutável para fora do sistema solar, suas necessidades de propulsores são mais simples, e qualquer ramo de propulsor pode ser usado para apontar a espaçonave para a Terra.
Em 2002, a equipe de engenharia da missão, baseada no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, notou que alguns tubos de combustível no ramo do propulsor de propulsão de atitude usado para apontar estavam entupidos, então a equipe mudou para o segundo ramo. Quando esse ramo mostrou sinais de entupimento em 2018, a equipe mudou para os propulsores de manobra de correção de trajetória e tem usado esse ramo desde então.
Agora, esses tubos de propulsão de correção de trajetória estão ainda mais obstruídos do que os ramos originais quando a equipe os trocou em 2018. Os tubos obstruídos estão localizados dentro dos propulsores e direcionam o combustível para os leitos de catalisador, onde ele é transformado em gases. (Eles são diferentes dos tubos de combustível que enviam hidrazina para os propulsores.) Onde a abertura do tubo tinha originalmente apenas 0,01 polegada (0,25 milímetros) de diâmetro, o entupimento a reduziu para 0,0015 polegada (0,035 mm), ou cerca de metade da largura de um fio de cabelo humano. Como resultado, a equipe precisou voltar para um dos ramos de propulsão de atitude.
Aquecendo os propulsores
Trocar para propulsores diferentes teria sido uma operação relativamente simples para a missão em 1980 ou mesmo 2002. Mas a idade da espaçonave introduziu novos desafios, principalmente relacionados ao fornecimento de energia e temperatura. A missão desligou todos os sistemas de bordo não essenciais, incluindo alguns aquecedores, em ambas as espaçonaves para conservar seu fornecimento de energia elétrica gradualmente encolhido, que é gerado pelo plutônio em decomposição.
Embora essas etapas tenham funcionado para reduzir a potência, elas também levaram a espaçonave a ficar mais fria, um efeito agravado pela perda de outros sistemas não essenciais que produziam calor. Consequentemente, os ramos do propulsor de propulsão de atitude ficaram frios, e ligá-los nesse estado pode danificá-los, tornando os propulsores inutilizáveis.
A equipe determinou que a melhor opção seria aquecer os propulsores antes da troca ligando o que havia sido considerado aquecedores não essenciais. No entanto, como em tantos desafios que a equipe da Voyager enfrentou, isso apresentou um quebra-cabeça: o suprimento de energia da espaçonave é tão baixo que ligar aquecedores não essenciais exigiria que a missão desligasse outra coisa para fornecer eletricidade adequada aos aquecedores, e tudo o que está operando atualmente é considerado essencial.
Estudando a questão, eles descartaram desligar um dos instrumentos científicos ainda em operação por um tempo limitado porque há um risco de que o instrumento não volte a ficar online. Após estudo e planejamento adicionais, a equipe de engenharia determinou que eles poderiam desligar com segurança um dos aquecedores principais da espaçonave por até uma hora, liberando energia suficiente para ligar os aquecedores do propulsor.
Funcionou. Em 27 de agosto, eles confirmaram que o ramo propulsor necessário estava de volta à ação, ajudando a apontar a Voyager 1 em direção à Terra.
“Todas as decisões que teremos que tomar daqui para frente exigirão muito mais análise e cautela do que antes”, disse Suzanne Dodd, gerente de projeto da Voyager no Laboratório de Propulsão a Jato, que gerencia a Voyager para a NASA.
As espaçonaves estão explorando o espaço interestelar, a região fora da bolha de partículas e campos magnéticos criados pelo Sol, onde nenhuma outra espaçonave provavelmente visitará por um longo tempo. A equipe científica da missão está trabalhando para manter as Voyagers funcionando pelo maior tempo possível, para que possam continuar a revelar como é o ambiente interestelar.
