航海者 1 号团队完成棘手的推进器更换

Josiah02 · 发表于 2024-9-12 15:30:32

美国宇航局“航海者”1 号探测器的工程师们成功缓解了该航天器推进器的一个问题，该推进器使遥远的探测器指向地球，以便它能够接收指令、发送工程数据并提供它正在收集的独特科学数据。
47 年后，推进器内的燃料管被二氧化硅堵塞，二氧化硅是航天器燃料箱中橡胶隔膜老化产生的副产品。堵塞降低了推进器产生推力的效率。经过数周的精心规划，该团队将航天器换成了另一组推进器。
推进器由液态肼提供燃料，肼被转化成气体并以数十毫秒的脉冲形式释放，使航天器的天线轻轻地向地球倾斜。如果堵塞的推进器没有问题，它每天需要进行大约 40 次这样的短脉冲。
两艘航海者号探测器都配备了三组（或分支）推进器：两组姿态推进器和一组轨迹修正机动推进器。在任务的行星飞越过程中，两种类型的推进器用于不同的目的。但由于航海者 1 号沿着不变的路径飞出太阳系，其推进器需求更简单，并且任何一组推进器分支都可用于将航天器指向地球。
2002 年，位于南加州 NASA 喷气推进实验室的任务工程团队注意到，用于指向的姿态推进推进器分支中的一些燃料管出现堵塞，因此团队改用了第二个分支。当该分支在 2018 年出现堵塞迹象时，团队改用了轨迹修正机动推进器，并从那时起一直在使用该分支。
现在，这些轨迹修正推进器管比团队在 2018 年更换时的原始分支堵塞得更加严重。
堵塞的管道位于推进器内部，将燃料引导至催化剂床，在那里燃料被转化为气体。（这些管道与将肼输送到推进器的燃料管不同。）管道开口的直径最初只有 0.01 英寸（0.25 毫米），堵塞导致其直径减小到 0.0015 英寸（0.035 毫米），约为人类头发宽度的一半。因此，团队需要切换回姿态推进器分支之一。
预热推进器
在 1980 年甚至 2002 年，切换不同的推进器对于该任务来说都是相对简单的操作。但航天器的老化带来了新的挑战，主要与电源和温度有关。该任务关闭了两艘航天器上所有不必要的机载系统，包括一些加热器，以节省逐渐减少的电力供应，这些电力供应是由衰变的钚产生的。
虽然这些措施有助于降低功耗，但也导致航天器温度越来越低，而其他产生热量的非必要系统的损失加剧了这一影响。因此，姿态推进推进器分支已经变冷，在这种状态下启动它们可能会损坏它们，使推进器无法使用。
团队认为，最好的选择是在开关打开之前先加热推进器，打开那些被认为是非必要的加热器。然而，正如旅行者号团队面临的许多挑战一样，这也带来了一个难题：航天器的电源太低，打开非必要的加热器需要关闭其他设备才能为加热器提供足够的电力，而目前运行的所有设备都被认为是必要的。
研究了这个问题后，他们排除了暂时关闭仍在运行的一台科学仪器的可能性，因为该仪器存在无法恢复运行的风险。经过进一步的研究和规划，工程团队确定他们可以安全地关闭航天器的一个主加热器长达一小时，从而释放出足够的电力来启动推进器加热器。
成功了。8 月 27 日，他们确认所需的推进器分支已恢复运行，帮助航海者 1 号返回地球。
负责管理旅行者号项目的美国宇航局喷气推进实验室的旅行者号项目经理苏珊娜·多德 (Suzanne Dodd) 表示：“我们今后要做出的所有决定都需要比以前进行更多的分析和谨慎。”
这些航天器正在探索星际空间，即太阳产生的粒子和磁场气泡之外的区域，其他航天器在很长一段时间内都不可能到达那里。任务科学团队正在努力让旅行者号尽可能长时间地飞行，以便它们能够继续揭示星际环境的状况。

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