画像クレジット：NASA
深宇宙は寒いです。とても寒い。これは問題です。特に、古い宇宙船で飛行している場合はそうです。そして、あなたの電源は衰えています。そして、燃料ラインはいつでも凍結する可能性があります。あ、ちなみに、あと13年は飛行を続けなければなりません。
SFのスリラーのように聞こえますが、これは実際にNASA /欧州宇宙機関の宇宙船ユリシーズに起こっています。
ユリシーズは、太陽を研究する5年間のミッションで1990年に打ち上げられました。クラフトは、太陽風の速度と方向に関する新しいデータを収集しました。太陽の磁場の3D形状を発見しました。それは太陽の太陽フレアと遠い中性子星からの超太陽フレアを記録しました。ユリシーズは百武彗星の尾をすり抜けさえしました。これは天文学者を喜ばせた予期せぬ出会いです。
任務は1995年に終了することになっていたが、ユリシーズはあまりに成功してやめられなかった。 NASAとESAは3つの拡張を許可しましたが、最近では2004年2月です。ユリシーズは、当初の計画より13年長い2008年まで継続する予定です。
以前と同様に、ユリシーズの拡張ミッションは太陽を研究することです。しかし、現時点では、ユリシーズは私たちの星から遠く離れています。木星との出会いで、巨大惑星とその磁場を研究しています。太陽の光は地球で経験するものより25倍弱く、ユリシーズは危険なほど寒くなっています。
1980年代に戻って、ユリシーズがまだ地球上にいて組み立てられていたとき、ミッションプランナーは宇宙船がいくつかの低温に耐えなければならないことを知っていました。そのため、彼らは何十ものヒーターを搭載しており、そのすべてがラジオアイソトープ熱電発電機、つまり「RTG」によって給電されています。これらのヒーターは、ユリシーズを快適に暖かく保ちました。
しかし、問題があります。RTGは衰退しています。
「宇宙船が打ち上げられて以来、RTGの出力は低下しています」と、JPLのUlysses ESA宇宙船運用マネージャーであるNigel Angoldは言います。 RTGの出力は、その放射能源が減衰するにつれて自然に弱まります。それは予想通りです。計画担当者が予想していなかったのは、13年間の追加作業でした。
「1990年にユリシーズが発売されたとき、RTGは285ワットを生産しました。現在では207ワットに減っています。科学機器とヒーターを同時に動かすのに十分な電力です」とAngold氏は言います。
ユリシーズの内部の温度は場所によって異なります。 「科学機器の多くはすでに氷点下（0 C）です」と、ユリシーズの熱エンジニア、フェルナンドカストロは言います。 「低温で動作できるため、問題ありません。」しかし、燃料ラインは別の問題です。彼らはゼロより約3度上をホバリングしており、「もしフリーズした場合、私たちは困っています。」
燃料ラインはミッションにとって重要です。彼らはヒドラジン推進剤を船の8つのスラスタに送ります。毎週かそこらで、地上管制官はスラスタを発射して、ユリシーズの無線アンテナを地球に向け続けます。ヒドラジンが凍結すると、スラスターが機能しなくなります。スラスターがないと、通信ができなくなります。ミッションは失われるでしょう。
約8メートルの燃料ラインが宇宙船を蛇行しています。すべてのねじれと回転は、ヒドラジンが固化し始める可能性があるコールドスポットの可能性があります。 「ヒドラジンがどこかで凍ると、安全に再び解凍できるかどうかわかりません」とカストロは心配します。ヒドラジンが溶けると、ヒドラジンは膨張し、おそらく燃料ラインを破裂させるのに十分です。ユリシーズの推進剤は、無用に宇宙に飛散するでしょう。
燃料ラインに沿った任意の時点の温度は、宇宙船の他の場所で起こっていることに驚かされます。 「ここ」の科学機器をオンにすると、ヒーターの1つから電力が奪われるため、「向こう」に悪寒が生じる可能性があります。スラスターの発射、データの再生または記録：ほとんど何でも、ユリシーズの繊細な熱バランスを混乱させる可能性があります。
上：ユリシーズの複雑なインテリア。ダークブロックは、科学機器やその他のデバイスです。赤、青、緑で示される燃料ラインは、中央のヒドラジンタンクからスラスタに通じています。ここをクリックして、凍結に対して最も脆弱な領域を表示してください。
宇宙船にメッセージを送信するという単純な行為でさえ、問題を引き起こす可能性があります。システムエンジニアのAndy McGarry氏は次のように回想します。「先月、燃料ラインの近くで温度が0.8℃も下がり始めたときに、新しいコマンドをUlyssesに送信していました。私たちはヒドラジンの凝固点から1度未満でした–快適さには近すぎます。」
エンジニアはすぐに問題を理解しました。 「ユリシーズのすべての科学機器は、木星を研究するために活性化されていました」とMcGarry氏は説明します。 Ulyssesは、さらに1つのデバイスをサポートするのに問題があります。しかし、地球から信号が届くと、別のデバイスが自動的にオンになりました。無線信号をバイナリの1と0のストリームに変換するデコーダーが、ユリシーズのコンピューターで認識されます。 「デコーダーはヒーターから電力を盗んでいました。」
それ以来、地上管制官は、ユリシーズへの送信を短時間に保つことを学んだので、温度はそれほど下がりません。
ユリシーズは木星から離れて太陽に戻ります。最終的には太陽熱によってヒドラジンが暖かく保たれ、機内のヒーターをオフにすることができますが、「2007年までは起こりません」とAngold氏は言います。一方、JPLのエンジニアは宇宙船を常に監視しています。
NASAマーシャル宇宙飛行センターのミッション科学者スティーブスースは、努力する価値があると信じています。 「延長された使命は私たちに太陽について多くを学ぶ機会を与えてくれます。」特に興味深いのは、ソーラーミニマムです。太陽活動は11年ごとに増減しますと彼は説明します。ユリシーズは1994年から1995年の間に太陽の静かな段階であるソーラーミニマムを研究しました。 「次のソーラーミニマムの期限は2006年頃です」とSuess氏は言います。「以前と同じになることはありません。」 2001年に太陽の磁場が反転しました。北極は南にシフトし、その逆も同様です。磁気的に言えば、太陽は逆さまになっています。それはソーラーミニマムにどのように影響しますか？
おそらくユリシーズはそれを知るでしょうか？最初に凍らせない場合。
元のソース：NASAサイエンスストーリー
