{"id":26175,"date":"2024-09-17T00:04:56","date_gmt":"2024-09-16T22:04:56","guid":{"rendered":"https:\/\/borncity.com\/senioren\/?p=26175"},"modified":"2024-09-16T11:41:49","modified_gmt":"2024-09-16T09:41:49","slug":"voyager-1-nasa-kann-triebwerk-nach-47-jahren-starten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2024\/09\/17\/voyager-1-nasa-kann-triebwerk-nach-47-jahren-starten\/","title":{"rendered":"Voyager-1: NASA kann Triebwerk nach 47 Jahren starten"},"content":{"rendered":"<p>Die alternde und am Rande unseres Sonnensystems fliegende Raumsonde Voyager-1 wird zunehmend von technischen Problemen geplagt. So machen die Triebwerke zur Lagekontrolle wegen verstopfter Treibstoffleitungen Probleme. Nun haben NASA-Techniker ein Triebwerk nach langer Zeit wieder in Betrieb nehmen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<h2>Voyager 1 fliegt zwischen den Sternen<\/h2>\n<p>Als diese Raumsonde gebaut wurde, war ich teilweise noch Lehrling. Am 5. September 1977 wurde <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Voyager_1\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Voyager 1<\/a>\u00a0gestartet, und auf eine unglaubliche Reise geschickt. Damals war ich noch ein junger Ingenieurstudent, der der Mission entgegen fieberte.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" title=\"Voyager-Raumsonde\" src=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/2\/29\/Voyager_spacecraft.jpg\/1024px-Voyager_spacecraft.jpg\" alt=\"Voyager-Raumsonde\" width=\"593\" height=\"490\" \/><br \/>\n(Voyager-Raumsonde, k\u00fcnstlerische Darstellung\u00a0<a href=\"https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=126674\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">NASA\/JPL<\/a>)<\/p>\n<p>Voyager 1 flog an den Planeten Jupiter und Saturn vorbei, um anschlie\u00dfend das Sonnensystem in Richtung interstellarer Raum zu verlassen.\u00a0<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/ssl-vg03.met.vgwort.de\/na\/aec9b257844349f9afb82c9ddc304176\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/>Inzwischen ist die Sonde 47 Jahre im Weltraum unterwegs und hat bereits zwischen 2010 bis 2012 (genau wei\u00df man das nicht, da das betreffende Messger\u00e4t ausgefallen ist) unser Sonnensystem verlassen.<\/p>\n<p>Die US-Raumsonde Voyager 1 fliegt daher am \u00e4u\u00dfersten Rand des Sonnensystems bereits im \"Raum zwischen den Sternen\".\u00a0Das Gleiche ist bei Schwestersonde Voyager 2 der Fall. Beide Sonden forschen mit den Instrumenten, die noch funktionieren und senden Daten zur Erde zur\u00fcck.<\/p>\n<h2>Sorgenkinder der NASA-Techniker<\/h2>\n<p>Aber die beiden Raumsonden, die immer noch funktionieren, sind inzwischen \"Sorgenkinder\" der NASA-Techniker. Einerseits ist es eine unglaubliche M\u00f6glichkeit f\u00fcr die Wissenschaft, \"dort weit drau\u00dfen\" mit Instrumenten zu messen und so forschen zu k\u00f6nnen. Und es ist unglaublich, dass die Sonden nach so langer Zeit immer noch funktionieren.<\/p>\n<p>Andererseits werden beide Raumsonden durch Energiemangel und Ausf\u00e4lle geplagt. So weit drau\u00dfen funktionieren keine Solarzellen zur Stromerzeugung mehr. Beide Sonden werden durch Radionukloid-Zellen mit Strom versorgt. Aber deren Leitung nimmt mit der Zeit ab, so dass inzwischen nur noch begrenzte Energie zur Verf\u00fcgung steht. Aus diesem Grund hat man einige Instrumente, teilweise auch ausgefallene Komponenten, abgeschaltet, um Strom zu sparen.<\/p>\n<p>Weiterhin gibt es immer mal wieder technische Probleme mit den Computern und der Lageregelung der Sonden (siehe Links am Artikelende), die \u00fcber wochenlange Technikersitzungen bisher behoben werden konnten. Auch hier gibt es riesige Herausforderungen: Es ist nur noch ein kleines Team an Technikern im Einsatz, um die Sonden funktionsf\u00e4hig zu halten und die Kommunikation zu \u00fcberwachen.<\/p>\n<p>Bei einem Fehler besteht weiterhin das Problem, dass niemand, der an der Entwicklung und beim Bau der Sonden beteiligt war, mehr im Dienst ist. Die Leute sind pensioniert und teilweise verstorben. Unterlagen wurden beim Ausscheiden mitgenommen und lagern auf Speichern, in Garagen oder Kellern. Die NASA hat schon einige Aktionen unternommen, um an verschollene Unterlagen heranzukommen.<\/p>\n<h2>Triebwerksprobleme wegen verstopfter Leitungen<\/h2>\n<p>Die Sonden m\u00fcssen durch kleine Lageregelungstriebwerke so gesteuert werden, dass die Antenne zur Kommunikation mit der Erde ausgerichtet wird.\u00a0Die Triebwerke werden mit fl\u00fcssigem Hydrazin betrieben, das in Gase umgewandelt und in zehn Millisekunden langen St\u00f6\u00dfen freigesetzt wird, um die Antenne des Raumfahrzeugs sanft zur Erde zu neigen.<\/p>\n<p>Aber es gibt Probleme: Nach 47 Jahren ist ein Treibstoffrohr im Inneren der Triebwerke mit Siliziumdioxid verstopft. Das Siliziumdioxid ist ein Nebenprodukt, das mit zunehmendem Alter aus einer Gummimembran im Treibstofftank des Raumfahrzeugs austritt.\u00a0W\u00e4hrend die Rohre urspr\u00fcnglich einen Durchmesser von 0,25 Millimeter aufwiesen, wurde dieser durch die Verstopfung auf 0,035 mm verkleinert. Das entspricht etwa der H\u00e4lfte der Breite eines menschlichen Haares.<\/p>\n<p>Die verstopften Rohre befinden sich im Inneren der Triebwerke und leiten den Treibstoff zu den Katalysatorbetten, wo er in Gase umgewandelt wird. Die Verstopfung verringert die Effizienz der Schubd\u00fcsen. Bei voll funktionsf\u00e4higen Schubd\u00fcsen sind in etwa 40 dieser kurzen Impulse pro Tag zur Ausrichtung erforderlich.\u00a0Beide Voyager-Sonden verf\u00fcgen \u00fcber drei Triebwerkss\u00e4tze:<\/p>\n<ul>\n<li>zwei S\u00e4tze von Lageregelungstriebwerken<\/li>\n<li>und einen Satz von Flugbahnkorrekturman\u00f6vertriebwerken.<\/li>\n<\/ul>\n<p>W\u00e4hrend der Planetenvorbeifl\u00fcge der Mission wurden beide Arten von Triebwerken f\u00fcr unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Da sich Voyager 1 jedoch auf einer unver\u00e4nderlichen Bahn au\u00dferhalb des Sonnensystems bewegt, besteht kein Bedarf mehr f\u00fcr Flugbahnkorrekturen. Daher k\u00f6nnen auch diese Triebwerke mit zur\u00a0Lagekontrolle, um die Sonde mit ihrer Antenne auf die Erde auszurichten, verwendet werden.<\/p>\n<p>Im Jahr 2002 bemerkte das Ingenieurteam am Jet Propulsion Laboratory der NASA, das f\u00fcr die Mission verantwortlich ist, dass einige Treibstoffrohre der f\u00fcr die Lagekontrolle verantwortlichen D\u00fcsen des verwendeten Triebwerkssatzes verstopft waren. Das Team wies die Bordcomputer an, einen zweiten Satz Schubd\u00fcsen zur Lageregelung zu verwenden.<\/p>\n<p>Als diese Konstellation 2018 ebenfalls Anzeichen einer Verstopfung aufwies, wechselte das Team zu den Triebwerken f\u00fcr die Flugbahnkorrekturman\u00f6ver und verwendet seitdem diese Schubd\u00fcsen zur Lagekontrolle. Jetzt sind die Rohre der Flugbahnkorrekturtriebwerke noch st\u00e4rker verstopft als die urspr\u00fcnglichen Rohre der Lageregelungsd\u00fcsen, die das Team 2018 abschaltete.<\/p>\n<h2>Umschaltung auf alten Triebwerkssatz<\/h2>\n<p>Angesichts der Lage fiel der Beschluss, auf die 2002 abgeschalteten Triebwerke zur Lagekontrolle zur\u00fcck zu gehen.\u00a0Nach wochenlanger sorgf\u00e4ltiger Planung stellte das Team die Lagekontrolle des Raumfahrzeugs auf den alten Satz von Triebwerken um, wie die NASA <a href=\"https:\/\/www.jpl.nasa.gov\/news\/voyager-1-team-accomplishes-tricky-thruster-swap\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">hier schreibt<\/a>.<\/p>\n<p>Diese Umschaltung der Triebwerke w\u00e4re im Jahr 1980 oder sogar 2002 ein relativ einfacher Vorgang gewesen &#8211; denn es stand damals genug elektrische Energie zur Verf\u00fcgung, um die Triebwerke aufzuw\u00e4rmen. Angesichts der aktuellen Energieversorgungslage ist das aber ein kompliziertes Unterfangen.<\/p>\n<p>Die NASA schreibt, dass das Alter des Raumfahrzeugs neue Herausforderungen, vor allem in Bezug auf Stromversorgung und Temperatur, mit sich gebracht habe. Die Missionskontrolle hat inzwischen bei beiden Raumfahrzeugen alle nicht unbedingt erforderlichen Bordsysteme, einschlie\u00dflich einiger Heizungen, abgeschaltet, um die allm\u00e4hlich nachlassende elektrische Energieversorgung, die durch den Zerfall von Plutonium erzeugt wird, zu schonen.<\/p>\n<p>Diese Ma\u00dfnahmen haben zwar zu einer Verringerung des Stromverbrauchs gef\u00fchrt, aber auch zu einer Abk\u00fchlung des Raumfahrzeugs, die durch den Ausfall anderer nicht lebensnotwendiger Systeme, die W\u00e4rme erzeugten, noch verst\u00e4rkt wurde. Infolgedessen sind die Str\u00e4nge der Lageantriebsd\u00fcsen kalt geworden. Schaltet man die D\u00fcsen in diesem Zustand ein, k\u00f6nnten sie besch\u00e4digt und unbrauchbar werden.<\/p>\n<p>Das Team kam zum Schluss, dass es am besten w\u00e4re, die Triebwerke vor dem Umschalten aufzuw\u00e4rmen. Dazu wurden in der Vergangenheit die bisher als unwichtig erachteten Heizungen zeitweise eingeschaltet. Doch auch hier gab es ein Problem: Die Energieversorgung des Raumschiffs ist inzwischen so gering, dass das Einschalten nicht notwendiger Heizungen bedeuten w\u00fcrde, dass die Missionskontrolle etwas anderes abschalten m\u00fcsste, um die Heizungen mit ausreichend Strom zu versorgen. Aber alles, was derzeit in Betrieb ist, gilt als notwendig.<\/p>\n<p>Bei der Untersuchung des Problems wurde das Abschalten eines der noch in Betrieb befindlichen wissenschaftlichen Instrumente f\u00fcr eine begrenzte Zeit ausgeschlossen da die Gefahr bestand, dass das Instrument nicht wieder in Betrieb gehen w\u00fcrde. Nach weiteren Untersuchungen und Planungen kam das Ingenieurteam zu dem Schluss, dass es m\u00f6glich war, eine der Hauptheizungen des Raumfahrzeugs f\u00fcr bis zu einer Stunde abzuschalten, um so gen\u00fcgend Energie f\u00fcr die Heizungen der Triebwerke bereitzustellen.<\/p>\n<p>Am 27. August 2024 best\u00e4tigte das NASA Team am JPL, dass der ben\u00f6tigte Triebwerkszweig wieder in Betrieb ist und Voyager 1 so ausrichtet, dass die Antenne in Richtung Erde zeigt. \"Alle Entscheidungen, die wir in Zukunft treffen m\u00fcssen, erfordern nun viel mehr Analysen und Vorsicht als fr\u00fcher\", sagte Suzanne Dodd, Projektleiterin der Voyager am Jet Propulsion Laboratory, das die Voyager f\u00fcr die NASA verwaltet.<\/p>\n<p>Die Raumsonde erforscht also weiter den interstellaren Raum, also die Region au\u00dferhalb der von der Sonne erzeugten Blase aus Teilchen und Magnetfeldern, in die wahrscheinlich f\u00fcr lange Zeit keine anderen Raumsonden vordringen werden. Das Wissenschaftsteam der Mission ist bestrebt, die Voyager-Sonden so lange wie m\u00f6glich in Betrieb zu halten, damit sie weiterhin Aufschluss \u00fcber die interstellare Umgebung geben k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Man geht aber davon aus, dass die Energieversorgung irgendwann in den kommenden 10 Jahren so schwach wird, dass die Sonde ausf\u00e4llt. Der\u00a0Hydrazin-Treibstoff f\u00fcr die Lageregelung wird laut <a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Voyager_1\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Wikipedia<\/a> zwar noch mindestens bis 2040 ausreichen. Wesentlich kritischer ist die Energieversorgung: Aufgrund des fortschreitenden radioaktiven Kernzerfalls in den <a title=\"Radionuklidbatterie\" href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Radionuklidbatterie\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Radionuklidbatterien<\/a> sowie der Abnutzung der thermoelektrischen Elemente sinkt die zur Verf\u00fcgung stehende elektrische Leistung um ca. 4 W pro Jahr.<\/p>\n<p>Durch Abschaltung einiger nicht-essenzieller Systeme (Instrumente, Heizelemente etc.) ist es immer wieder gelungen, die Lebensdauer der Sonde zu verl\u00e4ngern. Im Jahr 2026 muss vermutlich ein weiterer Sensor abgeschaltet werden. Und irgendwann ist dann Schluss, es ist nicht mehr gen\u00fcgend Strom da. (<a href=\"https:\/\/www.golem.de\/news\/nasa-voyager-1-war-fast-vor-dem-aus-triebwerke-laufen-wieder-2409-188942.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">via<\/a>)<\/p>\n<p><strong>\u00c4hnliche Artikel<\/strong><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2018\/12\/12\/raumsonde-voyager-2-erreicht-interstellaren-raum\/\">Raumsonde Voyager 2 erreicht interstellaren Raum<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2018\/04\/08\/voyager-1-antwortet-nach-37-jahren-der-inaktivitt\/\">Voyager 1 antwortet nach 37 Jahren der Inaktivit\u00e4t<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2017\/06\/16\/voyager-1-hat-sonnensystem-verlassen\/\">Voyager 1 hat Sonnensystem verlassen<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2017\/12\/22\/raumsonden-am-rande-unseres-sonnensystems\/\">Pioneer\/Voyager: Raumsonden am Rande des Sonnensystems<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2017\/08\/21\/voyager-sonde-botschaft-fr-die-ewigkeit\/\">Voyager-Sonde: Botschaft f\u00fcr die Ewigkeit<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2019\/11\/07\/voyager-2-daten-scharfe-grenze-zum-interstellaren-raum\/\">Voyager 2-Daten: Scharfe Grenze zum interstellaren Raum<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2020\/01\/30\/voyager-2-ingenieure-wollen-sonde-neu-beleben\/\">Voyager 2: Ingenieure wollen Sonde neu beleben<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2020\/11\/04\/kommunikation-mit-voyager-2-klappt-wieder\/\" rel=\"bookmark\">Kommunikation mit Voyager 2 klappt wieder<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2023\/12\/15\/raumsonde-voyager-1-funkt-mist-zur-erde\/\" rel=\"bookmark\">Raumsonde Voyager 1 funkt \"Datenm\u00fcll\" zur Erde<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2022\/09\/01\/raumsonde-voyager-1-sendet-wieder-korrekte-daten\/\" rel=\"bookmark\">Raumsonde Voyager 1 sendet wieder korrekte Daten<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2022\/07\/15\/voyager-1-kartons-mit-dokumentation-dringend-gesucht\/\" rel=\"bookmark\">Voyager 1: Kartons mit Dokumentation dringend gesucht \u2026<\/a><br \/>\n<a href=\"https:\/\/borncity.eu\/senioren\/2022\/05\/30\/verflogen-daten-der-raumsonde-voyager-1-geben-rtsel-auf\/\" rel=\"bookmark\">Verflogen? 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