Cách NASA sửa lỗi thành công cho tàu Voyager 1 đang bay cách Trái Đất 24,6 tỷ kilomet

[june04]

Các kỹ sư NASA vừa khởi động thành công động cơ đẩy của tàu Voyager 1, vốn không được sử dụng suốt nhiều năm nay. Đây là một phần nỗ lực khắc phục sự cố làm gián đoạn khả năng truyền tín hiệu của con tàu đang cách Trái Đất hàng tỷ kilomet.

Cũng vì đã hoạt động lâu ngày trong điều kiện khắc nghiệt, tàu Voyager 1 không còn "cường tráng" như xưa. Khi tàu trục trặc, các kỹ sư NASA đã phải tìm những phương án khắc phục sáng tạo, cùng lúc đó theo dõi sát sao phản ứng của con tàu trước những thay đổi trong hệ thống.

Ở cái ngày Voyager 1 lên không, vào ngày 5/9/1977, không ai nghĩ rằng tàu vẫn còn hoạt động mãi tới gần 50 năm sau. Hiện Voyager 1 đang nằm cách Trái Đất hơn 24 tỷ km, và là thiết bị nhân tạo “xa quê” nhất trong lịch sử. Nó đã bay vượt nhật quyển - là từ trường khổng lồ sinh ra từ Mặt Trời bọc lấy không gian xung quanh, trong khi đó các thiết bị trên Voyager 1 vẫn đang thu thập dữ liệu từ không gian liên sao, gửi về cho các nhà nghiên cứu trên Trái Đất.

Đầu năm nay, sự cố xảy ra: ống dẫn nhiên liệu bên trong Voyager 1 đột ngột tắc, khiến động cơ đẩy không hoạt động đúng công suất. Điều này có thể khiến Voyager 1 không thể thăng bằng trong không gian, cản trở khả năng truyền tín hiệu về nhà.

Khi không quay đúng góc, ăng-ten trên tàu không còn hướng được về phía Trái Đất, do đó không thể nhận lệnh cũng như đưa tín hiệu về. Theo lời các chuyên gia tại Phòng thí nghiệm Phản lực Đẩy tại NASA, sự cố sẽ chấm dứt quá trình nghiên cứu của Voyager 1.

Các kỹ sư nhận ra rằng họ sẽ phải gửi lệnh mới cho Voyager 1, yêu cầu nó chuyển sang sử dụng một bộ động cơ đẩy còn lại. Tuy nhiên, nói dễ hơn làm.

Đây không phải lần đầu tiên “ông già” Voyager 1 gặp sự cố và phải đổi động cơ. May mắn thay, tàu sở hữu tới 3 bộ động cơ khác nhau: 2 trong số đó điều chỉnh độ nghiêng, động cơ còn lại để định hướng. Trong quá trình bay ngang các hành tinh như Sao Mộc và Sao Thổ vào năm 1979 và 1980, tàu đã dùng loạt động cơ này để thực hiện nhiều tác vụ trong không gian.

Lý do xảy ra sự cố
Hiện tại, tàu đang bay thẳng với một đường bay xác định, và chỉ dùng một bộ động cơ để giữ cho ăng-ten chĩa thẳng về trái Đất. Hydrazine hóa lỏng được chuyển đổi thành dạng khí để tiếp nhiên liệu cho động cơ, và mỗi ngày động cơ đẩy của Voyager 1 sẽ phụt khoảng 40 lần để giữ cho ăng-ten chỉ đúng hướng.

Theo thời gian, ống dẫn xuống cấp, tích tụ silicon dioxide và gây ra tắc nghẽn. Từ đó lực đẩy từ động cơ thuyên giảm. Năm 2002, nhóm điều khiển Voyager 2 đã quyết định dùng tới bộ động cơ thứ hai khi nhận thấy hiện tượng nghẽn. Năm 2018, nhóm lại chuyển về sử dụng bộ động cơ thứ nhất khi hiện tượng tắc tiếp tục diễn ra.

Trong lần kiểm tra mới đây, nhóm chuyên gia nhận thấy ống tắc hơn lần trước. Khi chuyển động cơ vào 6 năm về trước, họ thấy ống rộng 0,25 milimet, số đo mới cho thấy ống dẫn chỉ còn rộng 0,035 milimet - theo NASA, độ mở này chỉ bằng nửa đường kính sợi tóc con người.

Một lần nữa, Voyager 1 phải đổi động cơ.

Cách thức NASA sửa lỗi
Voyager 1 và tàu song sinh của nó, Voyager 2 ngày một già đi, và đã phải tắt bớt những hệ thống không dùng tới để đảm bảo hiệu năng. Trong số những hệ thống bị tắt có cả thiết bị làm ấm, vì thế Voyager 1 đã lạnh hơn xưa và không thể lập tức thực hiện thao tác đổi động cơ. Các chuyên gia phải tìm cách làm nóng Voyager 1 trước khi truyền mệnh lệnh chuyển đổi.

Nhóm điều khiển tàu tiếp tục gặp khó, khi tàu không đủ năng lượng để bật thiết bị làm ấm mà không phải tắt bớt hệ thống trên tàu. Trong khi đó, các thiết bị nghiên cứu lại quá giá trị để bị tắt đi, mà NASA cũng không dám tắt bởi lẽ họ sợ những hệ thống này không thể bật lại được nữa.

Sau nhiều buổi họp căng thẳng, nhóm kỹ sư đã tìm được giải pháp: họ có thể tắt máy sưởi chính trong vòng một tiếng, cho phép họ bật máy sưởi của động cơ đẩy và thực hiện thao tác chuyển đổi.

Kế hoạch thành công mỹ mãn, tàu Voyager 1 gửi tín hiệu trở lại vào ngày 27/8 vừa qua. Hiện nhóm kỹ sư đang bàn tính cách giảm tải cho động cơ đang dùng, mong muốn tận dụng nó trong 2 tới 3 năm nữa trước khi ống dẫn tắc hoàn toàn. Sau đó, tàu Voyager 1 sẽ quay về sử dụng hệ thống còn lại (vốn cũng đang tắc dần).

“Tàu song sinh” Voyager 2 cũng gặp phải tình trạng tương tự, cũng đã phải đổi động cơ vào năm 1999 và 2019, tuy nhiên NASA khẳng định “ tình hình không nghiêm trọng bằng ”. Hiện Voyager 2 đã đang cách chúng ta hơn 20 tỷ kilomet.