Спектрометр UVS на «Вояджере-1» проработал вплоть до 19 апреля 2016 г. – «ультрафиолетовый роман» продолжался намного дольше, чем задумывалось изначально!
Резервы вступают в работу
Количество неисправностей на борту «Вояджеров» оказалось невелико, и ни одна из них не была фатальной.
1 сентября 1992 г. на первом КА отказал ультрастабильный генератор радиосистемы USO (Ultra-Stable Oscillator), из-за чего в 21:08 UTC прервался сигнал с борта. Менее чем за 10 минут «Вояджер-1» самостоятельно переключился на запасной генератор AUX (Auxiliary Oscillator) и «доложил» о происшествии. Оставшийся в работе генератор имел меньшую стабильность, чем неисправный. Его можно было использовать лишь в режиме с остаточной модуляцией несущей и в одностороннем варианте доплеровских измерений. Возможность передачи на Землю в S-диапазоне была утрачена.
3 сентября 1995 г. в 13:19 UTC процессор CCS-B на «Вояджере-1» испытал сбой, из-за которого, в частности, 5 сентября не был записан высокоскоростной кадр научной информации. 6 сентября по команде с Земли было считано содержимое памяти обоих процессоров, которое оказалось нормальным. 11 сентября на борт загрузили мини-программу, запуск которой восстановил нормальную работу процессора. Выполнение научной программы возобновилось с 12 сентября.
В результате описанного выше сбоя 12 ноября 1998 г. в радиокомплексе «Вояджера-2» прошло самопроизвольное переключение с усилителя X-диапазона TWTA-2 на TWTA-1. Когда операторы восстановили нормальную работу КА, они так и оставили в работе усилитель № 1. (На первом аппарате характеристики TWTA-2 серьезно ухудшились к десятой годовщине старта, и еще в октябре 1987 г. вместо него был включен TWTA-1.)
Расследование причин происшествия выявило проблему в блоке расшифровки и распределения команд питания аппаратуры, из-за которой он может выдавать в системы «Вояджера-2» лишнюю команду в дополнение к требуемой. Самопроизвольное отключение генератора S-диапазона в ноябре 1998 г. как раз и было первым замеченным случаем генерации ложной команды.
28 марта 2002 г. группа управления активировала на «Вояджере-1» запасной комплект электроники HYBIC1
[106], взаимодействующий с приборами системы ориентации – солнечным датчиком и датчиком Канопуса. В основном комплекте HYBIC2 в течение двух предшествующих лет отмечались проблемы в одном из компонентов преобразователя, ответственного за превращение аналоговых данных от приборов в цифровую информацию для компьютера AACS. Структура системы заставила перейти на запасной комплект целиком, хотя к самим датчикам претензий не было. Несмотря на то что запасные устройства системы ориентации в последний раз включались и испытывались на подходе к Сатурну в 1980 г., тест 20 марта и само переключение прошли относительно гладко.
С годами стала заметна довольно быстрая деградация звездного датчика в этом запасном комплекте, в отличие от датчика в отключенном основном. К сожалению, перекрестно включить датчик и электронику невозможно, но есть надежда, что первый комплект на «Вояджере-1» за время простоя «излечился» и сможет работать.
Деградация аналогово-цифрового преобразователя идет и на «Вояджере-2», что может потребовать переключения на запасной комплект. В ходе эксперимента по переключению между двумя каналами HYBIC, проведенного 30 ноября 2006 г., во второй раз произошла выдача ложных команд, одна из которых привела к повреждению магнитометра.
1 сентября 1999 г., вследствие засорения одного из ЖРД канала рысканья, после 22 лет работы нарушилась стабилизация «Вояджера-2». Как мы помним, аппарат имел в общей сложности 12 двигателей ориентации – по две пары на каждую из трех пространственных осей – и с момента запуска использовал двигатели первого контура. Бортовые защитные алгоритмы распознали ситуацию и провели автоматическое переключение на второй контур (Branch 2) двигателей ориентации по каналам тангажа и рысканья. Земля, приняв аварийную 40-битную телеметрию и считав содержимое памяти, 4 сентября восстановила нормальную работу КА.
28 мая 2002 г. операторы в плановом порядке перешли на второй контур двигателей тангажа и рысканья и на «Вояджере-1». На нем же 4 мая 2004 г. прошло автоматическое переключение на второй контур двигателей канала крена вследствие выхода из строя нагревателя ЖРД – R.
На «Вояджере-2» переключение двигателей канала крена на второй контур было плановым. 4 ноября 2011 г. была заложена программа B154A, а 13 ноября она начала исполняться и произвела переключение. При этом в третий раз за полет случилась выдача ложной команды, но, к счастью, без последствий. Позднее была написана специальная «заплатка», которая выдает в дополнение к передаваемой инструкции серию «пустых» команд, не позволяя пройти потенциально опасным командам «собственного производства».
Старые двигатели «Вояджера-1» за 27 лет полета сработали 353 000 раз, а выведенные из работы ЖРД «Вояджера-2» использовались более 318 000 раз. С 2011 г. оба аппарата работали только на двигателях запасного контура.
С целью снижения энергопотребления 1 февраля 2007 г. на «Вояджере-2» отключили инфракрасный прибор IRIS. На первом КА днем раньше окончательно отменили запись данных плазменной подсистемы PLS и выключили неисправный прибор, а 9 мая – и его замещающий нагреватель.
Приборы PRA на обоих «Вояджерах» отключили в 2008 г.: 15 января на первом КА и 21 февраля на втором. Благодаря этому примерно на 6 Вт уменьшилось энергопотребление, а заодно снизился уровень шума в восьми нижних частотных каналах приемника плазменных волн PWS.
Весной 2008 г. два аппарата располагали 283–284 Вт мощности, из которых 243–245 Вт потреблялось системами и приборами и 39–40 Вт оставалось в резерве. Это было «желаемое» конечное состояние борта, все еще обеспечивающего работу аппаратуры для изучения полей, частиц и магнитных волн. Разумеется, бесконечно оно тянуться не могло.
22 апреля 2010 г. внезапно изменился формат научных данных, поступающих с борта «Вояджера-2», и они перестали поддаваться расшифровке на Земле. Так как вся служебная информация формата CR-5T поступала без изменений, специалисты заподозрили сбой при формировании научной части его «кадров». 1 мая операторы получили подробный статус бортовых систем в формате EL-40 и убедились, что причина неисправности кроется в компьютере подсистемы летных данных FDS. 12 мая с борта была получена полная карта памяти FDS, и оказалось, что один бит в ней изменил свое значение с «0» на «1» – по-видимому, вследствие попадания энергичной частицы. 19 мая на борт отправилась инструкция, в соответствии с которой злосчастный бит был возвращен в состояние «0». 22 мая «Вояджеру» отправили приказ вернуться в стандартный режим передачи научной информации, и 23 мая зонд возобновил нормальную работу.
Глава 11
Межзвездная среда
На дальних подступах к гелиопаузе
Где находятся границы Солнечной системы? Теоретически – там, где воздействие соседних звезд на движение малых тел становится столь же существенным, как тяготение Солнца. В этом смысле Солнечная система очень велика и простирается как минимум на 2 св. года. Если же говорить о планетах, то Нептун находится всего в 30 а.е. от Солнца – зона больших планет достаточно мала.
