Equipa da Voyager 1 realiza uma complicada troca de propulsores

Os engenheiros que trabalham na sonda Voyager 1 da NASA conseguiram resolver um problema com os propulsores da nave espacial, que mantêm o explorador distante apontado para a Terra para que possa receber comandos, enviar dados de engenharia e fornecer os dados científicos únicos que está a recolher.

Ao fim de 47 anos, um tubo de combustível no interior dos propulsores ficou entupido com dióxido de silício, um subproduto que aparece com a idade num diafragma de borracha no depósito de combustível da nave espacial. O entupimento reduz a eficiência com que os propulsores podem gerar força. Após semanas de planeamento cuidadoso, a equipa mudou para um conjunto diferente de propulsores.

Os propulsores são alimentados por hidrazina líquida, que é transformada em gases e libertada em “sopros” com a duração de dezenas de milissegundos para inclinar suavemente a antena da nave espacial em direção à Terra. Se o propulsor entupido estivesse saudável, precisaria de realizar cerca de 40 destes impulsos curtos por dia.

Ambas as sondas Voyager possuem três conjuntos, ou ramos, de propulsores: dois conjuntos de propulsores de posicionamento e um conjunto de propulsores de manobras de correção de trajetória. Durante os “flybys” planetários da missão, ambos os tipos de propulsores foram utilizados para diferentes fins. Mas como a Voyager 1 viaja numa trajetória imutável para fora do Sistema Solar, as suas necessidades de propulsão são mais simples, e qualquer um dos ramos de propulsão pode ser usado para apontar a nave espacial para a Terra.

Em 2002, a equipa de engenharia da missão, sediada no JPL da NASA, no sul do estado norte-americano da Califórnia, reparou que alguns tubos de combustível no ramo do propulsor de posicionamento utilizado para apontar estavam a entupir, pelo que a equipa mudou para o segundo ramo. Quando esse ramo mostrou sinais de entupimento em 2018, a equipa mudou para os propulsores de manobra de correção da trajetória e tem vindo a utilizar esse ramo desde então.

Agora, esses tubos do propulsor de correção da trajetória estão ainda mais entupidos do que os ramos originais estavam quando a equipa os trocou em 2018. Os tubos entupidos estão localizados no interior dos propulsores e direcionam o combustível para o catalisador, onde é transformado em gases (estes são diferentes dos tubos de combustível que enviam hidrazina para os propulsores). Enquanto a abertura do tubo tinha originalmente apenas 0,25 milímetros de diâmetro, o entupimento reduziu-a para 0,035 mm, ou cerca de metade da largura de um cabelo humano. Como resultado, a equipa teve de voltar a utilizar um dos ramos do propulsor de posicionamento.

Aquecendo os propulsores

Mudar para propulsores diferentes teria sido uma operação relativamente simples para a missão em 1980 ou mesmo em 2002. Mas a idade da nave espacial introduziu novos desafios, principalmente relacionados com o fornecimento de energia e a temperatura. A missão desligou todos os sistemas de bordo não essenciais, incluindo alguns aquecedores, em ambas as naves espaciais com o objetivo de conservar a sua fonte de energia elétrica, que diminui gradualmente e é gerada pelo decaimento do plutónio.

Embora estas medidas tenham contribuído para reduzir a energia, também levaram a que a nave ficasse mais fria, um efeito agravado pela perda de outros sistemas não essenciais que produziam calor. Consequentemente, os ramos do propulsor de posicionamento ficaram frios e ligá-los nesse estado poderia danificá-los, tornando os propulsores inutilizáveis.

A equipa determinou que a melhor opção seria aquecer os propulsores antes da troca, ligando os aquecedores considerados não essenciais. No entanto, tal como acontece com tantos desafios que a equipa da Voyager tem enfrentado, isto apresentou um quebra-cabeças: o fornecimento de energia da nave espacial é tão baixo que ligar aquecedores não essenciais exigiria que a missão desligasse outro componente para fornecer aos aquecedores eletricidade adequada, e tudo o que está atualmente a funcionar é considerado essencial.

Ao estudarem a questão, excluíram a possibilidade de desligar um dos instrumentos científicos ainda em funcionamento durante um período de tempo limitado, porque havia o risco de o instrumento não voltar a funcionar. Depois de um estudo e planeamento adicionais, a equipa de engenharia determinou que podia desligar em segurança um dos aquecedores principais da nave espacial durante uma hora, libertando energia suficiente para ligar os aquecedores do propulsor.

E resultou. No dia 27 de agosto, confirmaram que o ramo do propulsor necessário estava de novo em ação, ajudando a apontar a Voyager 1 para a Terra.

“Todas as decisões que teremos de tomar no futuro vão exigir muito mais análise e cautela do que antes”, disse Suzanne Dodd, gestora de projeto da Voyager no JPL, que administra a Voyager para a NASA.

As naves espaciais estão a explorar o espaço interestelar, a região para lá da bolha de partículas e campos magnéticos criada pelo Sol, onde é provável que nenhuma outra nave espacial visite durante muito tempo. A equipa científica da missão está a trabalhar para manter as Voyagers a funcionar durante o máximo de tempo possível, para que possam continuar a revelar como é o ambiente interestelar.

// NASA (comunicado de imprensa)

Saiba mais:

Sondas Voyager:
NASA
Heavens Above
Voyager 1 (Wikipedia)
Voyager 2 (Wikipedia)

Sistema Solar:
Wikipedia

Heliosfera:
Wikipedia

Espaço interestelar:
Wikipedia