Voyager 1: Düsen nach 21 Jahren reaktiviert

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Die Raumsonde Voyager 1 wurde 1977 gestartet

Die Raumsonde Voyager 1 hat gemeinsam mit ihrer baugleichen Schwestersonde Voyager 2 Geschichte geschrieben. Kein von Menschenhand gebautes Objekt ist bis jetzt weiter von der Erde entfernt, als Voyager ist. Nun hat man es geschafft, nach 21 Jahren ausgefallene Düsen zu reaktivieren.

5. September 1977. An diesem Tag ist Voyager 1 gestartet worden. Damit hat sich die Raumsonde fast zeitgleich mit Voyager 2, die bereits am 20. August 1977 gestartet wurde, auf die Reise in die Unendlichkeit des Weltalls begeben.

Es ist kaum zu glauben. Aber selbst nach 48 Jahren senden beide Raumsonden noch immer Daten zur Erde und man ist mit ihnen noch in Kontakt. Insofern bemerkenswert, wenn man bedenkt, dass Voyager 1 mit Stand 15. Mai 2025 bereits 24,98 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist. Von der Erde aus sind das immer noch 24,3 Milliarden Kilometer. Ein von Voyager 1 ausgestrahltes Signal braucht 22 Stunden und 33 Minuten bis zu uns. Was nicht weniger heißt, als dass wir die Bestätigung zu einem jetzt gesendeten Steuerbefehls erst übermorgen erhalten. Entsprechend schwierig ist es, die Raumsonde in einer solchen Entfernung zu steuern und zu warten.

Wie erfolgt die Kommunikation mit Voyager 1?

Für die Kommunikation und den Empfang der Daten der Voyager 1 braucht es Riesenantennen. Mit 34 m Durchmesser wird eine Datenrate von 160 bit/s erreicht. Die maximale Datenrate von 1,4 kBit/s schafft man mit einer 70 m-Schüssel. Die kommt aber nur im Bedarfsfall zum Einsatz.

24,3 Milliarden Kilometer ist die Raumsonde Voyager 1 bereits von der Erde entfernt

Das Problem mit den Düsen

An Voyager 1 und 2 sind mehrere Düsen angebracht. Sie werden benötigt, um die Raumsonden auf Kurs zu halten und um ihre Lage auszurichten. Nur so wurde und wird gewährleistet, dass die Sonden die zu untersuchenden Objekte, wie Planeten, auch wirklich sehen. Das Hauptantriebssystem für die so genannte Rollkontrolle war an Voyager 1 bereits 2004 ausgefallen. Nun drohte der Ausfall der für die Lagekontrolle benötigten Antriebsdüsen. Mit ihr wird die Sonde so ausgerichtet, dass sie immer zur Erde zeigt. Nur in dieser Lage ist Funkverbindung möglich. Vier weitere Rolldüsen zeichnen für die Ausrichtung der Sonde in Längsachse verantwortlich.

Was geschah dann?

Nachdem das primäre System ausgefallen war, wurde fest auf das Reservesystem gewechselt. 2004 wurde angenommen, dass die Raumsonde ohnehin nicht mehr allzu lange funktionieren würde. Schuld am Ausfall der primären Rolldüsen war ein Ausfall von Heizelementen. Damals dachte man an einen irreparablen Schaden. Da jedoch die Treibstoffleitungen des Reservesystems zunehmend verstopfen, hätte das das Aus für Voyager 1 in den nächsten Monaten bedeutet. Nun kam man auf die Idee, dass der primäre Ausfall nur durch eine Notabschaltung verursacht gewesen sein könnte. Die Folge einer kurz aufgetretenen Überlastung vielleicht. Also kamen Techniker auf die Idee, einfach das reaktivieren der primären Rolldüsen zu versuchen.

Das Problem lag aber darin, dass während des Aktivierungsversuchs absolute Gefahr einer Explosion bestand. Dann nämlich, wenn die Raumsonde ihre Lage zu stark verändert, während die Rolldüsen bereits wieder an gewesen wären, aber deren Heizelemente noch nicht. Hätte dann der Bordcomputer den Befehl zum Einschalten der Rolldüsen zur Lagekorrektur gegeben, hätte das gesamte System explodieren können.

Über diese 70 m Antenne bei Canberra Australien, wurde Voyager 1 gerettet.

Eile war geboten

Um solche Aufgaben vornehmen zu können, war man auf die 70 m-Antenne des Deep Space Networks der NASA in Canberra, Australien angewiesen. Nur sie ist groß und leistungsstark genug, um über diese Distanzen für eine sichere Datenverbindung zu sorgen. Die Antenne sollte jedoch am 4. Mai abgeschaltet werden, um sie zu modernisieren. Auch im Hinblick auf künftige bemannte Mondmissionen.

Operation geglückt

Am 25. März 2025 wurde der Versuch, das primäre Düsensystem zu reaktivieren, vorgenommen. Anhand der von Voyager 1 empfangenen Statusdaten war erkennbar, dass die Operation geglückt war. Damit konnte Voyager 1 ein weiteres Mal gerettet werden und steht nach wie vor im Dienste der Wissenschaft. So fliegt sie weiter in unbekannte Welten. Auch als Vorbote der menschlichen Zivilisation.

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5 Kommentare im Forum
  1. Nicht alles kunterbunt zusammenwürfeln. Uplinks erfolgen mit den 70-m-Antennen, wobei in letzter Zeit nur noch die 70-m-Antenne in Canberra genutzt wird. Sie hat einen 100-kW-S-Band-Sender, die beiden anderen 70-m-Antennen in Madrid und Goldstone (kein Sichtkontakt mit Voyager 2 seit 2002) haben nur 20 kW Sendeleistung im S-Band. Die Bitrate beträgt generell 16 bps, egal ob Kommandos oder Updates. Downlinks werden auch von den 70-m-Antennen eingesammelt. Die Bitrate beträgt 160 bps, für Telemetrie und wissenschaftliche Daten langt das. Alternativ kann man zwei oder drei 34-m-Antennen eines DSN-Standortes zu einem Array zusammenschalten, falls die 70-m-Antennen mal unpässlich sind. Der Band-Rekorder von Voyager 1 ist noch aktiv. Wenn er ausgelesen wird, beträgt die Downlink-Bitrate 1400 bps (geringste Lesegeschwindigkeit des Rekorders). Auf Voyager 1 wird die Heizung für die Instrumenten-Bucht 1 temporär abgeschaltet und der X-Band-Sender wird temporär in den High-Modus geschaltet (23 W statt 12 W Sendeleistung). Zusätzlich wird die Ausrichtungs-Toleranz der Sonde verringert. Der empfangende DSN-Standort schaltet die 34-m-Antennen und die 70m-Antenne zu einem Array zusammen. Seit 2020 wird für die Playbacks nur noch Madrid genutzt und seit 2022 werden fünf Antennen statt vier Antennen zu einem Array geschaltet. Goldstone und Canberra haben je nur drei 34-m-Antennen (neben der 70-m-Antenne). Voyager 1 hat vier Düsen für die Kontrolle/Steuerung der Rollachse, mehr sind es nicht. Eine Düse dreht links (gegen Uhrzeigersinn von Voyager 1 aus Richtung Erde betrachtet), eine zweite Düse dreht rechts, und das redundant. Übrigens: die Ausrichtungs-Toleranz der Rollachse beträgt ±0,95°.
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