La NASA veut que les Voyagers avancent gracieusement, il est donc temps de corriger le logiciel – Ars Technica

Agrandir / Le vaisseau spatial Voyager 2 avant son lancement en 1977.

Quarante-six années passées dans l’espace lointain ont eu des conséquences néfastes sur le vaisseau spatial jumeau Voyager de la NASA. Parfois, leurs vieux ordinateurs font des choses confuses, leurs disques s’usent et leurs conduites de carburant se bouchent. Environ la moitié de leurs instruments scientifiques n’affichent plus de données et leurs niveaux de puissance diminuent.

Cependant, la maigre équipe d’ingénieurs et de scientifiques travaillant sur le programme Voyager au Jet Propulsion Laboratory de la NASA prend des mesures pour extraire toute la vie des deux seuls vaisseaux spatiaux volant dans l’espace interstellaire, la grande quantité de gaz dilué échappant à l’influence de l’univers. . Vents solaires du soleil.

« Ce sont des mesures que nous essayons de prendre pour prolonger la durée de vie de la mission », a déclaré Susan Dodd, chef de projet Voyager au JPL, dans une interview avec Ars.

Les instruments de Voyager étudient les trajectoires cosmiques, le champ magnétique et l’environnement plasmatique dans l’espace interstellaire. Ils ne prennent plus de photos. Les deux sondes ont voyagé au-delà de l’héliosphère, où les particules émises par le Soleil se dirigent vers le milieu interstellaire.

« Ces deux vaisseaux spatiaux sont toujours opérationnels, fournissant toujours des données scientifiques d’une valeur unique, et chaque jour supplémentaire que nous obtenons de données est une bénédiction », a déclaré Dodd.

Mais les ingénieurs des vaisseaux spatiaux adorent la redondance, mais ils n’ont plus le luxe de disposer de renforts à bord du Voyager. Cela signifie que dans n’importe quelle section du vaisseau spatial, la défaillance d’une partie pourrait mettre un terme à la mission.

« Tout sur les deux vaisseaux spatiaux est une seule chaîne », a déclaré Dodd. « Il n’y a plus de capacités de sauvegarde. Dans certains cas, nous avons désactivé les choses pour économiser de l’énergie, juste pour que les appareils continuent de fonctionner. »

Résolvez des problèmes à plus de 20 milliards de kilomètres

Au cours du week-end, les contrôleurs au sol du JPL ont prévu d’attacher un correctif logiciel à Voyager 2. Il s’agit d’un test avant que l’équipe au sol n’envoie le même correctif à Voyager 1 pour résoudre un problème avec l’un de ses ordinateurs de bord. Ce problème est apparu pour la première fois en 2022, lorsque les ingénieurs ont remarqué que l’ordinateur chargé de guider le vaisseau spatial Voyager 1 envoyait des rapports d’état déformés même s’il fonctionnait normalement. Il s’est avéré que l’ordinateur était entré dans un mode incorrect, Selon la NASA.

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Les managers voulaient tester le patch sur Voyager 2 avant de l’envoyer sur Voyager 1, qui s’éloigne de la Terre, dans l’espace interstellaire. Cela rend les observations de l’environnement entourant Voyager 1 encore plus précieuses pour les scientifiques.

Pendant ce temps, les ingénieurs ont conçu un nouveau système pour faire fonctionner les propulseurs des deux vaisseaux spatiaux Voyager. Ces petits moteurs-fusées, lancés indépendamment, sont essentiels pour maintenir l’antenne principale de chaque sonde pointée vers la Terre. Il y a une accumulation de résidus de propulseur dans les conduites étroites qui alimentent les propulseurs en carburant hydrazine. La NASA affirme que l’accumulation « est devenue significative » dans certaines lignes, c’est pourquoi les ingénieurs ont envoyé de nouvelles commandes au vaisseau spatial au cours des dernières semaines pour permettre aux sondes de tourner un peu plus dans chaque direction avant de déclencher les propulseurs.

Cela amènera le vaisseau spatial à effectuer des lancements moins nombreux et plus longs, chacun augmentant les résidus dans les conduites de carburant. L’inconvénient de ce changement est que les données scientifiques renvoyées sur Terre peuvent parfois être perdues, mais au fil du temps, l’équipe au sol a conclu que le plan permettrait aux Voyagers de renvoyer davantage de données au fil du temps, a déclaré la NASA.

Grâce à ces mesures, les ingénieurs s’attendent à ce que les tubes d’arrivée de carburant ne soient pas complètement obstrués avant au moins cinq ans, et « peut-être beaucoup plus longtemps », a déclaré la NASA. Les ingénieurs peuvent essayer d’autres choses pour prolonger la durée de vie des propulseurs.

« À ce stade de la mission, l’équipe d’ingénierie est confrontée à de nombreux défis pour lesquels nous n’avons pas de guide », a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Voyager au JPL, dans un communiqué. « Mais ils continuent à proposer des solutions créatives. »

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L'antenne de communication à gain élevé de 3,7 m de diamètre est l'une des plus grandes caractéristiques du vaisseau spatial Voyager.

L’antenne de communication à gain élevé de 3,7 m de diamètre est l’une des plus grandes caractéristiques du vaisseau spatial Voyager.

NASA/JPL-Caltech

Dodd a déclaré à Ars que le problème de propulsion est probablement le problème le plus grave auquel est confronté le vaisseau spatial Voyager. En 2017, les ingénieurs ont commencé à convertir les sondes du Voyager en un ensemble de dispositifs de propulsion de secours après que leurs fusées à réaction principales aient montré des signes de détérioration. Les deux véhicules fonctionnent désormais avec une propulsion entièrement redondante pour contrôler leur direction, mais il leur reste suffisamment de carburant pour encore 10 à 15 ans.

Les sondes Voyager ont été lancées à deux semaines d’intervalle en 1977 et ont emprunté des chemins différents en dehors du système solaire. Voyager 1 a survolé Jupiter et Saturne, puis a emprunté un chemin plus rapide vers l’espace interstellaire, tandis que Voyager 2 a rencontré Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune lors de son voyage extérieur.

Les deux engins spatiaux sont alimentés par des batteries nucléaires, qui convertissent la chaleur générée par la désintégration du plutonium en électricité. Ils génèrent un peu moins d’énergie chaque année, soit une baisse de 4 watts par an, selon Dodd, et ne produiront finalement pas assez d’électricité pour les systèmes importants des engins spatiaux. À la fin de cette décennie, les responsables prévoient un scénario dans lequel ils devront mettre hors service les instruments scientifiques du Voyager un par un.

Mais en général, la situation énergétique est stable et prévisible. Plus tôt cette année, les ingénieurs ont contourné le régulateur de tension de Voyager 2 pour permettre au vaisseau spatial de consommer plus d’énergie. Cette décision signifie que les contrôleurs au sol n’auront pas à désactiver l’un des cinq instruments scientifiques restants de Voyager 2 avant 2026, alors qu’ils s’attendaient auparavant à ce qu’un instrument soit désactivé cette année. Les équipes au sol feront de même avec Voyager 1, qui ne dispose que de quatre instruments actifs et consomme donc moins d’énergie, a déclaré Dodd.

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Si l’on regarde simplement la situation énergétique, les Voyagers devraient durer jusqu’en 2030, et peut-être un peu plus longtemps, avant que la désintégration de la source d’énergie au plutonium n’oblige la NASA à éteindre tous ses instruments scientifiques.

« L’émetteur consomme environ 200 watts de puissance, donc une fois que nous aurons atteint ce niveau de puissance, ce sera la fin de la mission », a déclaré Dodd.

Même lorsqu’ils cesseront de fonctionner, les Voyagers de la NASA continueront d’atteindre les étoiles.

«Beaucoup de choses peuvent se briser avant que le courant ne soit coupé», a-t-elle déclaré à Ars. « Tout comme ce problème de propulsion est apparu, de nombreux autres problèmes pourraient survenir et provoquer l’échec de la mission. »

En raison de leurs distances, les Voyagers ne peuvent communiquer qu’à travers les plus grandes antennes paraboliques de 70 m du réseau Deep Space de la NASA, ou en reliant plusieurs antennes plus petites ensemble pour détecter les faibles signaux provenant du vaisseau spatial. Voyager 1 est Actuellement situé Elle se trouve à plus de 24 milliards de kilomètres de la Terre, soit environ quatre fois la distance moyenne de Pluton. Voyager 2 est à quelques milliards de kilomètres.

La NASA communique toujours quotidiennement avec les Voyagers, a déclaré Dodd. Mais tout est réalisé par une petite équipe d’une douzaine d’employés « équivalents temps plein », dont seulement la moitié environ sont entièrement dédiés au Voyager. D’autres partagent leur temps avec d’autres projets de la NASA.

Après 46 ans dans l’espace, les Voyagers sont la mission la plus ancienne de la NASA, et le fait qu’ils aient atteint une telle longévité pour explorer les confins du système solaire rend leurs réalisations encore plus impressionnantes.

« Ils ont surmonté de nombreux problèmes et les ingénieurs ont été très intelligents pour résoudre ces problèmes », a déclaré Dodd. « Je pense que l’objectif est maintenant d’atteindre 50 personnes et d’organiser la plus grande fête possible. »

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