July 6, 2022
NETTER > Blog > Newsbeat > Apa yang terjadi pada wahana Voyager 1?
Voyager 1 adalah pesawat ruang angkasa yang memegang rekor jarak yang dicapai dari Bumi, 21,337 miliar kilometer, dan waktu yang dihabiskan di ruang angkasa yang tersisa dalam operasi: 45 tahun.
Spread the love

Voyager 1 adalah pesawat ruang angkasa yang memegang rekor jarak yang dicapai dari Bumi, 21,337 miliar kilometer, dan waktu yang dihabiskan di ruang angkasa yang tersisa dalam operasi: 45 tahun. Namun, untuk beberapa waktu, itu telah menghadirkan masalah yang aneh dan paradoks.

Sistem kontrol sikap (Attitude and Articulation Control Subsystem – AACS) mengirimkan data ke stasiun bumi yang saat ini tampaknya benar-benar tidak masuk akal. AACS telah berhasil memantau orientasi pesawat ruang angkasa di luar angkasa selama 45 tahun; yaitu, memastikan bahwa semua instrumen diarahkan dengan benar. Khususnya antena, yang harus selalu diatur sedemikian rupa sehingga lobus utama pancaran daya elektromagnetik mengarah ke Bumi agar dapat berkomunikasi.

Dengan kata lain, jika data yang diterima dan saat ini dihasilkan oleh AACS benar-benar merupakan deskripsi posisi probe, maka kami tidak akan dapat menerimanya atau kami akan menerima setidaknya sinyal yang lebih lemah. Selain itu, tampaknya tidak ada sistem yang memasuki “mode aman”, semacam hibernasi jika terjadi keadaan darurat.

Fungsi AACS

Voyager AACS bekerja sesuai dengan kriteria stabilisasi pada tiga sumbu: orientasi probe sebenarnya tetap dalam ruang sehubungan dengan beberapa referensi eksternal. Untuk Voyager, referensinya adalah Matahari dan sekumpulan bintang “tetap”, yang didefinisikan demikian karena jaraknya cukup jauh untuk membuat gerakan relatif terhadap tata surya menjadi kecil atau dapat diabaikan.

Oleh karena itu, mengetahui posisi Matahari dan bintang-bintang, komputer AACS dapat memperoleh posisi Voyager dan sudut masing-masing instrumennya, termasuk antena untuk berkomunikasi. Oleh karena itu, jika terjadi kesalahan, pendorong hidrazin (cadangan nominal 16 plus 8) diperintahkan untuk menembak untuk menyetel kembali instrumen.

JPL telah berkomitmen untuk pengembangan teknologi kontrol tiga sumbu sejak tahun 1959; namun perkembangan nyata, setelah eksperimen set pesawat ruang angkasa Mariner dan Viking, terjadi dengan dua misi Voyager. Pada tahun 1975, dengan pemotongan anggaran NASA yang besar, solusi hemat biaya dan efisien harus ditemukan untuk masalah yang sudah lebih kompleks daripada masalah di masa lalu. Faktanya, dibandingkan dengan probe sebelumnya, Voyager memiliki kekakuan struktural yang jauh lebih rendah.

Diagram instrumentasi dari dua wahana Voyager. Di bawah ini Anda dapat melihat posisi sistem RTG

Bentuk dari Voyager

RTG yang ditenagai oleh Polonium untuk produksi listrik dipasang pada lengan di luar struktur utama untuk menghindari kehilangan radioaktif di dekat instrumen ilmiah. Selanjutnya, magnetometer juga diposisikan jauh dari bodi utama, untuk menghindari gangguan pada medan magnet yang dihasilkan secara artifisial oleh instrumen probe.

Akhirnya, platform pemindaian dan akuisisi gambar juga diperbaiki seperti ini, untuk memiliki bidang pandang yang lebih baik. Selama manuver, lengan yang diperpanjang ini sedikit melentur, menyebabkan tegangan balik yang membuat persyaratan AACS jauh lebih ketat dalam fase manuver daripada fase jelajah. Secara khusus, AACS harus secara bersamaan mengelola manuver dan gangguan yang disebabkan oleh manuver itu sendiri.

Karena alasan inilah pendorong cadangan ditambahkan untuk tujuan tunggal menahan manuver selama pertemuan dengan planet-planet (Jupiter, Saturnus dan Titan). Dapat dikatakan bahwa JPL bekerja dengan sempurna sejak pendorong cadangan digunakan kembali pada tahun 2017 karena kerusakan nominal dan mereka bekerja tanpa masalah setelah 37 tahun tidak aktif dan terpapar lingkungan luar angkasa.

Komputer terpasang

AACS terus berfungsi dengan sempurna selama 45 tahun berkat komputer kontrol HYPACE yang berusia 45 tahun. HYPACE adalah singkatan dari Hybrid Programmable Attitude Control Electronics dan terdiri dari salah satu sirkuit digital pertama yang pernah dibuat, terkait dengan sirkuit analog klasik; Ini terdiri dari papan 4K-28bit yang sama dengan Viking Orbiter yang dikombinasikan dengan logika transistor-transistor (TTL) dari sirkuit terintegrasi untuk membuat prosesor dengan siklus 28 mikrodetik (10 MHz), yang mampu melakukan satu juta siklus (operasi / perhitungan) per detik.

Voyager adalah probe pertama yang mencapai kapasitas komputasi ini dan operasinya yang berkepanjangan adalah bukti lebih lanjut dari validitas sistem ini. Alasan lain untuk umur panjang probe ini adalah redundansi yang tinggi, baik di tingkat perangkat keras maupun perangkat lunak.

Alasan pertama mengapa begitu sulit untuk menemukan jawaban atas anomali misterius AACS baru-baru ini adalah ketidaktahuan kita tentang lingkungan tempat Voyager terbang: setiap detik yang berlalu, memperluas pengetahuan kita tentang ruang sejauh 16 km. Pada saat ini, sebenarnya, Voyager berada di ruang antarbintang di luar batas yang disebut “Termination shock”, terlampaui pada tahun 2004, yaitu, di mana partikel angin matahari mencapai kecepatan subsonik, dan di luar batas heliopause, terlampaui dalam 2012, yaitu area di mana angin matahari benar-benar dihentikan oleh medium antarbintang, menyeimbangkannya dalam hal tekanan. Medium antarbintang adalah istilah untuk materi langka yang terdiri dari gas dan debu yang ditemukan di antara bintang-bintang.

Status instrumen saat ini di dua wahana Voyager.

Ruang antarbintang

Faktanya, selain tidak diketahui, ruang antarbintang adalah lingkungan yang sangat radioaktif yang jelas-jelas membebani perangkat keras (dengan pengurangan sifat termo-optik) dan perangkat lunak. Secara khusus, radiasi yang sangat energik, ketika mengenai komponen elektronik, di dalam satelit, dapat menyebabkan apa yang disebut bitflip: perubahan, dalam kode biner 0 in 1 atau sebaliknya, menciptakan masalah yang tidak terduga.

Alasan kedua yang menyulitkan untuk mengetahui penyebab kesalahan adalah keterlambatan komunikasi selama 20 setengah jam. Artinya, dibutuhkan waktu sekitar dua hari untuk mengirim pesan dan menerima balasan. Namun, mempertimbangkan semua ini, Suzanne Dodd, manajer proyek untuk Voyager 1 dan 2 di JPL, tetap positif:

Probe keduanya berusia 45 tahun, jauh melampaui rencana awal mereka. […]. Ada tantangan besar bagi tim teknik, tetapi saya pikir jika ada cara untuk memecahkan masalah dengan AACS, mereka akan menemukannya.

Faktanya, sungguh luar biasa untuk berpikir bahwa masih ada insinyur yang sangat terspesialisasi dalam pengoperasian perangkat lunak dan perangkat keras yang dibuat hampir 50 tahun yang lalu dan yang memungkinkan misi ekstrem ini berlanjut.

RTG Voyager 1 akan memberikan daya yang cukup hingga tahun 2025, ketika jaraknya mencapai 25 miliar kilometer, semoga mengirimkan data yang berguna hingga tanggal tersebut ketika harus mencapai dinding hidrogen sebelum kejutan haluan. Kemudian, sekitar tahun 2042, ketika sudah dipastikan tidak berfungsi lagi, akan mencapai busur kejut.

Ini adalah area di mana medium antarbintang menjadi subsonik, dalam efek yang mirip dengan angin matahari yang menabrak magnetosfer Bumi. 30.000 tahun dari sekarang, Voyager 1 akan sepenuhnya keluar dari Awan Oort dan memasuki medan tarikan gravitasi bintang lain. Akhirnya, dalam 38.000 tahun ia akan membawa cakram emasnya menjadi sekitar 1,7 tahun cahaya dari bintang Gliese 445 di konstelasi Jerapah.

Baca juga:

Pendarat InSight NASA akan berakhir pada akhir tahun ini