03.07.2009

Misiunea Ulysses s-a incheiat

Misiunea Ulysses s-a incheiat stabilind astfel cu 18 ani si 266 de zile pe orbita, recordul pentru cea mai longeviva misiune spatiala a agentiei europene ESA.


Categorie: Astronomie
Autor: Dragoş Neagu



Ieri 30 iunie 2009, misiunea Ulysses s-a incheiat stabilind astfel cu 18 ani si 266 de zile pe orbita, recordul pentru cea mai longeviva misiune spatiala a agentiei europene ESA si intrecand astfel predecesorul record detinut de International Ultraviolet Explorer (IUE).
La ora 17:35 centrul de comanda Ulysses Mission Support Area (MSA) de la  Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena a stabilit legatura prin intermediul antenei cu diametrul de 70m apartinand DSN (Deep Space Network) cu satelitul aflat la aproximativ 5.4 unitati astronomice departare de Pamant. Pentru conformitate trebuie amintit ca la aceasta distanta semnalul radio are o intarziere de 45 de minute.
Rand pe rand au fost executate mai multe comenzi cu scopul de a inchide progresiv echipamentele de la bord- inchiderea instrumentelor stiintifice, decuplarea asa numitului program ‘Loss of command’, efectuarea unei manevre de orientare a satelitului spre Pamant pentru o mai buna comunicatie, pornirea receptorului de rezerva, deconectarea memoriei de bord, schimbarea ratei de comunicatie la 64bps, configurarea comunicatiei in banda S si in final inchiderea transmitatorului de bord. De fapt, ultimul semnal receptionat a fost la ora 22:15. Satelitul ramane teoretic activ din punct de vedere al receptiei (pentru siguranta toate platformele construite nu prevad posibilitatea de a inchide antena receptor pentru a evita o activare accidentala) dar nici un alt contact de la sol nu mai este prevazut pentru viitor, astfel ca acesta a fost practic punctul terminus pentru istoria lui Ulysses.
Satelitul a fost lansat pe 6 octombrie 1990 la bordul navetei americane Discovery de la centrul spatial Kennedy din Florida cu intentia de a opera pentru o perioada de 5 ani, dar dupa cum s-a vazut mai tarziu a depasit toate asteptarile misiunea sa fiind prelungita rand pe rand pana la recordul stabilit ieri.
Ca si legendarul erou grec, al carui nume l-a imprumutat, misiunea s-a aventurat intr-un teritoriu neexploatat inainte- spatiul galactic deasupra si sub polii Soarelui.
De fapt orbita aleasa- o elipsa heliocentrica cu inclinatie 80 de grade fata de equatorul solar, ofera toate conditiile pentru studierea heliosferei la toate latitudinile solare.
Perioada orbitala era de 6.2 ani, iar distanta intre satelit si Soare varia intre 810 milioane km (~5.4 AU) si 200milioane km (adica 1.3 AU).
Pentru a ajunge acolo, Ulysses s-a folosit in anul 1992 de forta gravitationala a planetei Jupiter (asa numitul concept de ‘gravity assist’) care a accelerat sonda la o viteza medie de 56000km/h si a permis intrarea in orbita larga ceruta.
Ce inseamna Ulysses din punct de vedere tehnologic ? Satelitul, cu o masa de 366kg si dimensiuni de 3.2x3.3x2.1 m, a costat aproximativ 1 miliard de euro-costuri impartite de cele doua mari agentii internationale care au initiat proiectul-respectiv ESA si NASA. Contractorul principal a fost compania Dornier Systems din Germania actualmente parte a concernului Astrium.
 Intreaga arhitectura interna era dictata de distantele mari fata de Pamant si Soare unde a trebuit sa opereze. In timpul misiunii fluxul solar la care a trebuit sa faca fata a variat intre 45 si 1500W, iar acesta adaugat restrictiilor de temperatura au facut controlul termic la bord extrem de dificil. Tocmai de aceea intreaga electronica a instrumentatiei stiintifice sau a subsistemelor satelitului a fost incorporata in interiorul structurii. Toti peretii externi sunt acoperiti cu mai multe straturi de materiale izolatoare iar evacuarea caldurii interne se realizeaza printr-un radiator montat in partea inferioara a satelitului. Toate unitatile externe sunt decuplate din punct de vedere termic de platforma principala.
Electricitatea la bord este asigurata de un sistem RTG (radioisotope thermoelectric generator) – de fapt un mini-reactor a carui putere a scazut de la 238W initial pana la aproximativ 200W la incheierea misiunii. Liniile de putere de 28V deservesc toate experimentele si subsistemele de la bord. Puterea neconsumata se redistribuie fie catre termistorii interni (IPD-internal power dumpers) contribuind la pastrarea constanta a temperaturii interne sau disipata spre termistori externi (EPD-external power dumpers) in cazul in care interiorul este suficient incalzit.
Sistemul de comunicatie cu solul este format dintr-o antena principala cu diametrul de 1.65m si doua antene secundare.
Sistemul de control al orbitei si stabilizarii -simplu si robust- construit in jurul conceptului de stabilizare prin rotatie- are ca scop pastrarea axei de rotatie fixa in directia Pamantului (cu antena principala spre statia de sol) si mentinerea vitezei de rotatie nominale de 5rpm. Aceasta se face prin mentinerea unui control activ prin doua retele de cate 4 motoare cu hidrazina. Partea de senzori este constituita din 4 senzori solari cu observatie multipla care furnizeaza un semnal la fiecare ciclu de rotire de 12s atunci cand Soarele apare in campul lor vizual si dintr-un dispozitiv CONSCAN (conical scanning system) care masoara unghiul dintre axa de rotatie a satelitului si Pamant ca functie a variatiei amplitudinii si fazei semnalului antenei principale.
Ulysses este echipat cu o gama larga de instrumente stiintifice fiind capabil sa detecteze si masoare ionii si electronii din vantul solar, campurile magentice, particulele energetice, razele cosmice, undele radio, praful interstelar, razele X, emisiile de raze Gamma etc, toate cu scopul de a ajuta cercetatorii sa inteleaga mai bine Soarele si heliosfera :
-WHM- Vector helium magnetometer
-FGM- Flux gate magnetometer
-SWOOPS- Solar wind observations over the poles of the Sun
-SWICS- Solar wind ion composition spectrometer
-URAP- Unified radio and plasma wave investigation
-EPAC- Energetic particles composition
-GAS- Interstellar neutral gas
-HI-SCALE- Heliosphere instrument for spectra, composition and anisotropy at low energies
-COSPIN- Cosmic ray and solar particle investigation
-GRB- Gamma ray burst
-DUST- Cosmic dust
-SCE- Solar corona experiment
-GWE- Gravitational wave experiment
Ce a cauzat asadar decizia de ieri de a incheia o misiune atat de reusita? Au fost de fapt mai multe motive care tin in mare de degradarea continua a tehnicii de la bord- profund justificata dupa mai mult de 18 ani de activitate in spatiu un mediu foarte agresiv prin natura lui. In primul rand energia furnizata de reactorul RTG a ajuns la nivelul la care pentru a mentine satelitul operational o parte din termistorii de la bord trebuie inchisi. Intr-un mediu atat de rece cum este spatiul cosmic aceasta este o problema vitala pentru toata electronica dar o problema inca si mai mare pentru conductele care alimenteaza cu hidrazina motoarele satelitului- aceasta neavand voie sa se apropie de limita de inghet. Fara termistoare active, inginerii de la sol au gasit o solutie ingenioasa fortand manevre periodice artificiale ale motoarelor la fiecare doua ore si asigurand astfel un flux de hidrazina prin conducte suficient cat sa impiedice inghetul. Acest lucru insa s-a tradus printr-o scadere constanta a nivelului de combustibil si inevitabil satelitul a ajuns in punctul in care rezervele se apropie de zero.
Mai mult in ianuarie 2008 transmitatorul in banda X- cel responsabil cu transmiterea la rate mari a datelor stiintifice colectate a fost supus unui test de rutina care includea oprirea si pornirea lui, dar din nefericire datorita unei probleme de alimentare nedetectate la timp a cedat si nu a mai putut fi niciodata repus in functiune. Acest lucru a avut un efect benefic prin castigarea unor W in plus la consumul general al electronicii de bord, dar in planul comunicatiei cu solul impactul a fost unul major, dupa aceasta defectiune satelitul fiind fortat sa functioneze doar cu comunicatia in banda S, iar statisticile ulterioare au aratat ca doar 5% din datele colectate la bord au putut fi transmise inapoi pe Pamant. In plus, misiunea a fost nevoita sa foloseasca permanent statiile puternice din reteaua DSN ceea ce a incarcat suplimentar agenda acestora (avand in vedere ca acestea nu sunt dedicat ci trebuie sa deserveasca si alte misiuni).
Aflata actualmente in planul ecuatorial al Soarelui, sonda ar trebui sa mai astepte cativa ani pentru a se pozitiona din nou intr-un punct favorabil observatiilor asupra polilor solari.
Cu un buget anual redus la 1.5 milioane de dolari (contributia NASA) plus 3.5 milioane de dolari (contributia ESA), cu atat de multe probleme tehnice si cu o rata scazuta de date colectate decizia de incheiere a misiunii a venit ca o consecinta fireasca.
In incheiere trebuie spus ca ambele agentii isi doresc o continuare a acestei povesti de succes, deocamdata planurile fiind de a merge pe drumuri separate prin constructia satelitiilor Solar Probe si Solar Orbiter ce vor fi insa echipati cu tehnologie de ultima generatie mult superioara celei de pe Ulysses.

 

site oficial al proiectului la NASA
site oficial al proiectului la ESA

model virtual al satelitului la SpaceAlliance

 

Articolul este preluat de pe portalul forum.spacealliance.ro cu permisiunea autorului.


Comentarii

Adauga un comentariu

Adauga un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Introdu codul:
Numele dumneavoastra:
Comentariu. Atentie, salveaza textul inainte de a-l trimite, ca o precautiune... Poti selecta tot comentariul cu CTRL-A si copia cu CTRL-C: