Voyager-Triebwerke nehmen nach Kommunikationsausfall den Betrieb wieder auf

NASA-Ingenieure haben bekannt gegeben, dass sie die Triebwerke der Sonde Voyager 1 – der am weitesten von der Erde entfernten Raumsonde – genau zum richtigen Zeitpunkt, kurz vor einem vorhergesagten Kommunikationsausfall , erfolgreich neu gestartet haben.

Der Ausfall wäre durch Verbesserungen an einer bodengestützten Antenne verursacht worden , die Befehle an Voyager 1 und ihr Zwillingsschiff Voyager 2 sendet. Hätte er stattgefunden, während bei der Sonde ein kritischer Triebwerksausfall aufgetreten wäre, wäre die historische Mission möglicherweise verloren gegangen.

Die neue Lösung für die ursprünglichen Rotationstriebwerke – die seit 2004 inaktiv waren – könnte dazu beitragen, die Raumsonde betriebsbereit zu halten, bis sie nächstes Jahr wieder mit der Erde kommunizieren kann.

Voyager 1 wurde im September 1977 gestartet und benötigt für seinen ordnungsgemäßen Betrieb mehr als einen Satz Triebwerke. Die Verantwortlichen richten das Raumfahrzeug sorgfältig aus, sodass seine Antenne auf die Erde gerichtet bleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesammelten Daten beeindruckende 25 Milliarden Kilometer weit in den interstellaren Raum gesendet werden und dass auch Befehle vom Missionsteam empfangen werden.

Im Inneren der Hauptbaugruppe befinden sich die Rotationstriebwerke, die es Voyager 1 ermöglichen, seine Ausrichtung auf einen Leitstern und damit seine Orientierung im Weltraum beizubehalten. Ohne diese Rotationskontrolle könnte die Mission gefährdet sein.

Mit der Zeit hinterlassen Triebwerkszündungen Treibstoffrückstände. Bisher haben die Ingenieure abwechselnd mit den Originalgeräten und Ersatzgeräten sowie einem dritten Satz gearbeitet, der in den 1980er Jahren für Manöver bei Planetenvorbeiflügen eingesetzt wurde. Letztere tragen jedoch nicht zur Rotation des Raumfahrzeugs bei.

Die ursprünglichen Drehstrahlruder funktionierten vor über 20 Jahren nicht mehr, nachdem zwei interne Heizgeräte ausgefallen waren. Seitdem verlässt sich die Sonde auf ihre Reservedüsen, um ihre Ausrichtung auf den Leitstern beizubehalten.

„Das Team fand es akzeptabel, dass die Haupttriebwerke ausfielen, da die Ersatztriebwerke einwandfrei funktionierten“, sagte Kareem Badaruddin, Missionsmanager am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien. „Und ehrlich gesagt hätte wahrscheinlich niemand gedacht, dass die Voyagers 20 Jahre später noch im Einsatz sein würden.“

Nun befürchten die Ingenieure, dass die Trümmeransammlung bereits im Herbst dazu führen könnte, dass sogar die Reservetriebwerke ihren Dienst versagen. Sie mussten also kreativ werden – und Risiken eingehen –, um zu versuchen, die alten Kerngeräte wieder zu aktivieren.

Reparatur defekter Geräte im Weltraum

Als im Jahr 2004 die Heizungen des Haupttriebwerks ausfielen, galt das Triebwerk als nicht mehr reparierbar. Angesichts der drohenden Gefahr beschloss das Team jedoch, das Problem erneut zu untersuchen.

Die Ingenieure vermuteten, dass ein Fehler in den Stromkreisen der Heizung einen Positionsschalter ausgelöst haben könnte. Wenn es gelänge, diesen Schalter wieder in seine ursprüngliche Position zu bringen, könnten die Heizungen und damit auch die Haupttriebwerke wieder funktionieren.

Aber die Lösung war nicht einfach. Voyager 1 operiert jenseits der Heliosphäre, der Blase aus Magnetfeldern und Partikeln der Sonne, die weit über die Umlaufbahn von Pluto hinausreicht.

Das Team musste das Risiko eingehen, die Haupttriebwerke zu aktivieren und einzuschalten, bevor es die Heizungen reparierte, da diese nur funktionierten, wenn die Düsen in Betrieb waren. Wenn das Raumschiff vom Leitstern abweicht, zündet sein System automatisch seine Triebwerke. Wenn die Heizungen zu diesem Zeitpunkt nicht eingeschaltet wären, könnte es zu einer kleinen Explosion kommen.

Ein atemberaubender Test

Zusätzlich zu dem Risiko stand das Team unter Zeitdruck. Eine riesige Erdantenne in Canberra, Australien, wurde am 4. Mai für Renovierungsarbeiten deaktiviert, die bis Februar 2026 andauern werden. Diese Antenne ist die einzige mit genügend Leistung, um Befehle an die Voyager-Sonden zu senden.

„Diese Verbesserungen sind wichtig für zukünftige bemannte Missionen zum Mond und verbessern auch die Kommunikationsmöglichkeiten für unsere wissenschaftlichen Missionen in den tiefen Weltraum, von denen viele auf den Entdeckungen von Voyager aufbauen“, sagte Suzanne Dodd, Voyager-Projektmanagerin und Leiterin des Interplanetary Network am JPL.

Da die Antenne im August und Dezember kurzzeitig aktiviert wird, beschloss das Team, die Triebwerke jetzt zu testen, bevor der Kontakt zur Sonde verloren geht. Auf diese Weise wissen Sie bereits, ob es eine praktikable Option ist, wenn Sie sie im August verwenden müssen.

Am 20. März warteten die Ingenieure gespannt auf die Datenrückmeldung von Voyager 1, nachdem sie am Vortag den Befehl zum Aktivieren der Triebwerke und Heizungen gesendet hatten. Aufgrund der Entfernung dauert es mehr als 23 Stunden, bis die Antwort der Sonde eintrifft.

Wenn der Test scheiterte, wäre die Mission bereits gefährdet. Doch die Daten zeigten einen deutlichen Temperaturanstieg der Heizgeräte – ein Zeichen dafür, dass der Versuch erfolgreich war.

„Es war ein großartiger Moment. Die Moral des Teams war an diesem Tag so hoch wie nie zuvor“, sagte Todd Barber, der für die Antriebssysteme der Mission verantwortlich war. Diese Triebwerke galten als defekt. Und das war eine berechtigte Schlussfolgerung. Doch einer unserer Ingenieure erkannte, dass es eine andere mögliche Ursache geben könnte – und eine, die behoben werden konnte. Es war ein weiteres Wunder in der Geschichte der Voyager.“

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