เมื่อวันที่ 27 สิงหาคม 2024 วิศวกรของภารกิจ Voyager 1 แก้ปัญหาท่อส่งเชื้อเพลิงในยานอวกาศอุดตัน ระหว่างทำงานอยู่ห่างจากโลก 24,600 ล้านกิโลเมตรได้สำเร็จ
ท่อส่งเชื้อเพลิงดังกล่าวทำให้ระบบขับดันของยานสามารถควบคุมตำแหน่ง Voyager 1 ให้หันจานรับ-ส่งสัญญาณกลับมาสู่โลก เพื่อรับคำสั่งและส่งข้อมูลจากอุปกรณ์สำรวจทางวิทยาศาสตร์ ระหว่างปฏิบัติภารกิจอยู่ในพื้นที่ช่องว่างระหว่างดาวฤกษ์ต่อไปได้
แม้การแก้ปัญหาท่อส่งเชื้อเพลิงอุดตันสามารถทำได้ด้วยการสลับไปใช้ระบบขับดันอีกชุด ซึ่งควรเป็นเรื่องที่ไม่ยากเย็นนัก เพราะยาน Voyager 1 มีระบบขับดันรวมทั้งสิ้น 3 ชุด แต่เมื่อพิจารณาว่ายานอวกาศลำนี้ถูกสร้างขึ้นในยุค 1970 ทำงานอยู่ในอวกาศมานานกว่า 47 ปี และมีการปิดระบบต่างๆ เพื่อประหยัดพลังงานและยืดอายุภารกิจให้ทำงานได้นานที่สุด ทำให้การแก้ปัญหาในครั้งนี้ไม่ใช่งานที่ง่ายดาย
ระบบขับดันของยาน Voyager 1 ประกอบด้วยระบบขับดันแบบควบคุมทิศทาง 2 ชุด ที่ใช้สำหรับหันตำแหน่งยานเพื่อสำรวจวัตถุต่างๆ หรือถ่ายภาพดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ และระบบขับดันแบบปรับวิถีวงโคจรอีก 1 ชุด เพื่อใช้ปรับตำแหน่งการเคลื่อนที่ในอวกาศของภารกิจ เช่น ใช้ในการปรับทิศให้ยานเดินทางไปถึงดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ เป็นต้น
เมื่อ NASA ตัดสินใจต่ออายุภารกิจ Voyager 1 หลังเสร็จสิ้นการบินเฉียดใกล้ดาวเสาร์ในปี 1980 พวกเขาใช้ระบบขับดันแบบควบคุมทิศทางเป็นระบบขับดันหลักในการหันจานรับ-ส่งสัญญาณกลับโลก ก่อนเปลี่ยนไปใช้ระบบขับดันแบบควบคุมทิศทางอีกชุดในปี 2002 และเปลี่ยนมาใช้ระบบขับดันแบบปรับวิถีวงโคจรในปี 2018 จวบจนปัจจุบัน
ยาน Voyager 1 ใช้เชื้อเพลิงไฮดราซีนเหลวในระบบขับดันทั้ง 3 ชุด ที่ถูกนำไปเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซเพื่อออกแรงผลักอย่างแผ่วเบา เพื่อค่อยๆ ปรับตำแหน่งจานรับ-ส่งสัญญาณให้หันมายังโลก ระหว่างกำลังเคลื่อนตัวออกห่างไปด้วยความเร็ว 16.9995 กิโลเมตรต่อวินาที
แต่ในระหว่างการทำงานต่อเนื่องหลายสิบปี ทำให้ท่อส่งเชื้อเพลิงเริ่มเกิดการอุดตันจากซิลิกอนไดออกไซด์ ซึ่งวิศวกรของภารกิจพบการอุดตันในท่อส่งเชื้อเพลิงผ่านกระบวนการทำให้เป็นก๊าซ ทำให้จากท่อนำส่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มิลลิเมตร เหลือช่องว่างเพียง 0.035 มิลลิเมตร สำหรับนำส่งไฮดราซีนเหลว ทำให้ระบบขับดันแบบปรับวิถีวงโคจรมีประสิทธิภาพการทำงานแย่กว่าระบบขับดันแบบควบคุมทิศทางชุดเดิมเสียอีก
นั่นทำให้วิศวกรตัดสินใจเปลี่ยนกลับไปใช้ระบบขับดันแบบควบคุมทิศทาง ซึ่งมีความท้าทายและความเสี่ยงสูงมาก เนื่องจากฮีตเตอร์และอุปกรณ์ที่ไม่จำเป็นบนยาน Voyager 1 ถูกปิดไปเพื่อช่วยประหยัดพลังงาน ส่งผลให้ยานอวกาศลำนี้เผชิญกับอุณหภูมิที่หนาวเย็นมาก เช่นเดียวกับระบบขับดันอีก 2 ตัวที่ถูกปิดไป
วิศวกรต้องหาทางเปิดฮีตเตอร์ขึ้นมา เพื่อช่วยทำให้ระบบขับดันมีอุณหภูมิสูงขึ้น และพร้อมใช้งานได้โดยไม่เสี่ยงเกิดความเสียหาย แต่การเปิดฮีตเตอร์อาจต้องใช้พลังงานมาก จนต้องปิดระบบบางอย่างเพื่อชดเชย ซึ่งระบบทุกอย่างบนยาน Voyager 1 ที่เปิดใช้อยู่ในตอนนี้ต่างมีความจำเป็นต่อภารกิจทั้งสิ้น
ทีมภารกิจบนโลกตั้งข้อห้ามไว้ชัดเจนว่าจะไม่สั่งปิดอุปกรณ์สำรวจวิทยาศาสตร์โดยเด็ดขาด เนื่องจากมีความเสี่ยงว่ามันจะไม่กลับมาทำงานอีกครั้ง ทำให้วิศวกรตัดสินใจสั่งปิดฮีตเตอร์หลักของ Voyager 1 นาน 1 ชั่วโมง เพื่อนำพลังงานไปใช้เปิดฮีตเตอร์ให้ความอบอุ่นกับระบบขับดัน
ท้ายที่สุด ทีมภารกิจได้รับข้อมูลจากยาน Voyager 1 ยืนยันว่าระบบขับดันแบบควบคุมทิศทางกลับมาทำงานได้อีกครั้ง โดยต้องรอการส่งสัญญาณไป-กลับนานกว่า 45 ชั่วโมงด้วยความเร็วแสง และช่วยให้ Voyager 1 หันจานรับสัญญาณกลับโลกได้อย่างแม่นยำ
Suzanne Dodd ผู้จัดการโครงการ Voyager เปิดเผยว่า “การตัดสินใจทุกอย่างหลังจากนี้ จำเป็นต้องอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูล และความระมัดระวังมากกว่าที่เคยเป็นมา” ซึ่งเป็นเพราะยานอวกาศทั้ง Voyager 1 และ 2 ต่างมีอายุมากกว่า 47 ปี และกำลังปฏิบัติภารกิจอยู่ในบริเวณช่องว่างระหว่างดาวฤกษ์ นอกเหนือขอบเขตอิทธิพลสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์ เป็นจุดที่ยังไม่มียานอวกาศลำอื่นออกเดินทางไปศึกษาในอนาคตอันใกล้ ทำให้ทีมภารกิจต้องหาทางทำให้ยานอวกาศทั้ง 2 ลำส่งข้อมูลกลับโลกได้ยาวนานที่สุด
และในระหว่างที่ทีมภารกิจหาทางแก้ไขปัญหา หรือตอนที่คุณกำลังอ่านบทความนี้อยู่ Voyager 1 กำลังเคลื่อนตัวออกห่างจากโลกไป 16.9995 กิโลเมตรในทุกๆ วินาทีที่ผ่านพ้นไป โดยไม่ย้อนกลับมาสู่ระบบสุริยะอีกแล้ว
ภาพ: NASA / JPL
อ้างอิง:
