Zmarł Bob Farquhar. Przypominamy jego orbitalne przygody z sondą ISEE-3

farquhar

W dniu wczorajszym (18.10) zmarł Robert Farquhar – człowiek od docierania do różnych miejsc. Aby upamiętnić tego wyjątkowego człowieka postanowiłem przypomnieć artykuł, który ukazał się na stronach npr.org w marcu 2014 roku, opowiadający o dość ciekawym aspekcie jego pracy. Zapraszam do lektury.

———————————————————————————————-

33

Ponad 30 lat temu Robert Farquhar ukradł sondę.

Teraz próbuje ją oddać.

Zielony satelita pokryty panelami słonecznymi zmierza w kierunku Ziemi po ponad trzech dekadach podróży na dużej orbicie okołosłonecznej.

Jeżeli Farquhar, były specjalista od projektowania misji w NASA, dopnie swego, agencja poleci satelicie odpalenie silników, zbliżenie do Księżyca i powrót na miejsce, w którym miał się znajdować gdy został wystrzelony w przestrzeń kosmiczną w 1978 roku – skąd jak to nazywa Farquhar i jego współpracownicy „został pożyczony”.

W latach 80. dwudziestego wieku agencje kosmiczne na całym świecie przygotowywały swoje sondy do lotu w kierunku komety Halleya. Jednak NASA nie miała takiego zamiaru – urzędnicy stwierdzili, że misja do komety była zbyt droga. Nie spodobało się to Farquharowi, którego marzeniem było dotarcie do komety przed innymi.

551

Wymyślił zatem sposób wykorzystania istniejącego satelity o nazwie International Sun-Earth Explorer-3 (ISEE-3) znajdującego się między Ziemią i Słońcem i skierowanie go na innowacyjną orbitę przechodzącą przez punkty libracyjne (tzw. halo orbit), którą sam opracował.

ff

Farquhar opracował skomplikowaną trajektorię, która miała pozwolić na przechwycenie ścieżki innej komety – komety Giacobini-Zinner – we wrześniu 1985 roku – na kilka miesięcy przed tym jak armada sond kosmicznych miała dotrzeć do komety Halleya.

„Wyprzedziliśmy wszystkie inne kraje,”  wspomina Farquhar. „Europejską Agencję Kosmiczną. Rosjan. Japończyków.”

Prezydent Reagan nawet wysłał mu list z gratulacjami.

Jednak niektórzy naukowcy wykorzystujący satelitę ISEE-3 do badania wiatru słonecznego nie patrzyli przychylnym okiem na tą kometarną eskapadę.

„Uważali – nawet pojawiło się to w prasie – że ukradliśmy ich satelitę,” mówi Farquhar. „Nie ukradliśmy go tylko pożyczyliśmy na chwilę! Próbowałem im to wytłumaczyć.”

Przecież jakby nie patrzeć satelita był na kursie, który w pewnym momencie doprowadziłby go w to samo miejsce.

„OK, pożyczyliśmy go w 1983 roku i dostaniecie go z powrotem w 2014 roku. Ile to lat?” mówi Farquhar szybko obliczając. „No właśnie, to około 31 lat.”

Aktualnie Farquhar ma 81 lat. Znany jest jako mistrz docierania do różnych miejsc. Jego geniusz w opracowywaniu niesamowitych planów lotu wykorzystujących grawitacyjne oddziaływanie Księżyca i zbliżenia do Ziemi w celu wysłania sond w odległe rejony Układu Słonecznego jest już legendarny.

Farquhar posiadał na tyle dużo swobody w obliczaniu i projektowaniu egzotycznych trajektorii, że często – tylko dla zabawy – sprawiał, że kluczowe wydarzenia danej misji przypadały w czyjeś urodziny lub rocznice.

Planowanie lotu ISEE-3 było tylko pierwszym popisem zdolności Farquhara. „Z pewnością wszyscy w branży kosmicznej wiedzą, że to moja sonda. Jestem z nią bardzo związany,” dodaje.

Jego wspomnienia wyraźnie pokazują jak bardzo był z nią związany. W swojej książce napisał, że gdy trafił do szpitala po ataku serca, sonda doświadczyła awarii akumulatora – wg Farquhara to wynik tego, że ma z nią „nadnaturalny związek.”

„To moje dziecko,” powiedział Farquhar. „To coś nad czym pracowałem przez bardzo długi czas, a potem musiałem do tego przekonać NASA i sprzedać ten pomysł wielu ludziom.”

Teraz Farquhar próbuje przekonać do pomysłu obudzenia swojego satelity, aby mógł dotrzymać słowa.

fff

W ciągu najbliższych kilku miesięcy, jeszcze przed sierpniem jest małe okno czasowe, gdy można polecić sondzie ISEE-3 zwolnienie i podążenie ścieżką, która zaprowadziłaby ją do miejsca w którym znajdowała się zanim wyruszyła na kometarną eskapadę.

„To nie byłaby tylko ciekawość. To mogłoby wciąż być bardzo pożyteczna misja naukowa,” mówi Daniel Baker, dyrektor Laboratory for Atmospheric and Space Physics w University of Colorado.

Aktualnie posiadamy inne satelity, które monitorują przestrzeń między Ziemią a Słońcem – mówi Baker. Jednak uważa, że ISEE-3 mogłaby zapewnić dodatkowe pomiary o sporej wartości.

„Nie często się zdarza, że sonda którą posłaliśmy w otchłań, wraca do nas,” mówi Baker, który pracował z danymi z ISEE-3 w swojej młodości. „Dla mnie fascynujące jest to, że możemy w ogóle myśleć o złożeniu tej układanki do miejsca z którego startowała – sprzed czasów gdy Bob ukradł nam sondę.”

Jednak obudzenie starego satelity nie jest łatwym zadaniem.

„Żadna inna sonda nie była „uśpiona” przez tak długo,” mówi Edward Smith, jeden z naukowców, którzy pracowali nad misją w Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie. „Uwierzę jak zobaczę, ale to ekscytujące przedsięwzięcie i biorę je na poważnie.”

Wszyscy ruszyli do pracy, aby sprawdzić co da się zrobić. Trzeba było zagłębić się w archiwach i wyciągnąć stare dokumenty, aby dowiedzieć się chociażby jakim językiem mówi ta maszyna. Wszak nie wszyscy, którzy pracowali nad tą misją, jeszcze żyją.

James Green, aktualnie dyrektor oddziału nauk planetarnych w siedzibie NASA, gdy był trzydziestoparolatkiem pomagał tworzyć sieć komputerową, która miał odbierać dane z misji kometarnej. Ostatnio siedząc w swoim biurze przeglądał listę instrumentów naukowych sondy i naukowców, którzy je projektowali…

„Keith Ogilvie – jestem przekonany, że jest na emeryturze…. Smith jest na emeryturze… Jean-Louis Steinberg, wydaje mi się, że jest na emeryturze,” mówi Green skanując listę. „Bonnard Teegarden – od wielu lat jest na emeryturze.”

Innym problemem jest fakt, że część sprzętu niezbędnego do komunikacji z sondą… już nie istnieje. NASA pozbyła się tego sprzętu w trakcie modernizacji, mówi Green tłumacząc, że „komunikacja z sondami w przestrzeni kosmicznej radykalnie się zmieniła przez ostatnie 25 lat.”

Wydaje się jednak, że talerz satelitarny o średnicy 18 metrów w Johns Hopkins Applied Physics Laboratory wciąż ma odpowiedni sprzęt. „I właśnie dlatego NASA zgodziła się na podjęcie próby kontaktu z sondą,” mów Green.

Pracownicy teraz próbują sprawdzić jak dobrze będą mogli skontaktować się z sondą i ocenić jej stan. To wciąż pewnego rodzaju nieoficjalna praca, ponieważ menedżerowie NASA jeszcze nie podjęli ostatecznych decyzji – mimo bezustannego lobbowania ze strony Farquhara.

„Wiecie co, Bob Farquhar to słowny człowiek. Jeżeli mówi, że zrobi wszystko co w jego mocy – ponieważ to on pożyczył sondę – aby ją przywrócić, to właśnie to zrobi,” dodaje Green.

Zauważa także, że Farquhar jest legendą w NASA. „Naprawdę dużo zawdzięczamy kreatywności Boba jeżeli chodzi o docieranie sondami w różne miejsca.”

Mimo to sam Farquhar nie jest już takim optymistą jeżeli chodzi o tą sondę.

„Wydaje mi się, że szanse wynoszą 50-50,” przyznaje.

Gdy niedawno ze swojego domu opowiadał o tym wyzwaniu, miał na sobie flanelową piżamę i szlafrok, bowiem źle się czuł. Mimo to był w stanie opowiadać o sondzie przez bite dwie godziny.

„To nasza najbardziej oszczędna sonda, i chciałbym aby była jeszcze oszczędniejsza. Według mnie może ona mieć kilka misji przed sobą,” dodaje Farquhar.

Jednak wszystko zależy od tego czy uda się wysłać odpowiednie komendy przed końcem maja. To nasza ostatnia szansa.

Jeżeli trajektoria ISEE-3 nie ulegnie zmianie, sonda przeleci w pobliżu Ziemi i Księżyca w sierpniu. David Dunham z KinetX Aerospace Inc, jeden z wieloletnich współpracowników Farquhara mówi, że zbliżenie zmieni orbitę sondy. Sonda przeleci w pobliżu Ziemi ponownie za 15 lat, ale w odległości niewystarczającej do przechwycenia.

„Jeżeli stracimy tą okazję, to później będzie za daleko od Ziemi,” mówi Dunham. „Nie patrzyłem dokładnie – być może za 200 lat sonda może ponowie zbliżyć się do Ziemi.”

Ale nie wiadomo czy wtedy sonda będzie jeszcze aktywna.

Link do artykułu oryginalnego

Uzupełnienie Pulsu Kosmosu:

15 maja 2014 roku projekt przechwycenia sondy osiągnął założoną kwotę 125 000 USD na platformie crowdfundingowej RocketHub (swoją drogą zachęcam do naszej zbiórki na lepszy pulskosmosu.pl o tutaj 🙂 )

Wcześniej w 1999 roku specjaliści z Goddard Space Flight Center przyznali, że sprzęt wymagany do transmitowania sygnałów do sondy został zdemontowany w 1999 roku i nie ma możliwości jego przywrócenia. Niemniej jednak członkowie projektu znaleźli dokumentację oryginalnego sprzętu i byli w stanie stworzyć elektronikę symulującą oryginalny sprzęt, otrzymali odpowiednie nadajniki i wzmacniacze i zamontowali je na antenie radioteleskopu Arecibo (o średnicy 305 m) 19 maja 2014 roku. Po uzyskaniu kontroli nad sondą zespół planował przeniesienie kontaktu na 21-metrowy radioteleskop w Morehead State University. 20-metrowa antena w Obserwatorium w Bochum (Niemcy) mogłaby stać się stacją wspierającą.

Mimo, że NASA nie brała udziału w finansowaniu projektu, udostępniła swoich doradców i dała zielone światło na próbę uzyskania kontaktu.

29 maja 2014 roku zespół ogłosił, że udało się polecić sondzie przełączenie w tryb inżynieryjny i rozpoczęcie nadawania danych telemetrycznych.

26 czerwca członkowie zespołu korzystając z anteny DSS-24 uzyskali synchroniczną komunikację i cztery punkty niezbędne do  opisania parametró orbitalnych sondy. NASA w tym samym czasie dała zielone światło na kontynuowanie projektu co najmniej do 16 lipca i na podjęcie próby wykonania manewrów orbitalnych na początku lipca.

2 lipca zespół odpalił silniki po raz pierwszy od 1987 roku.

8 lipca dłuższa sekwencja pracy silników zakończyła się niepowodzeniem – najprawdopodobniej z powodu utraty azotu niezbędnego do wytwarzania ciśnienia w zbiornikach paliwa.

24 lipca zespół ISEE-3 Reboot Team ogłosił, że wszystkie próby zmiany orbity zakończyły się niepowodzeniem.

10 sierpnia o 18:16 UTC sonda przeleciała w odległości 15600 km od powierzchni Księżyca. Dalej lot będzie kontynuowany po orbicie heliocentrycznej, która zaprowadzi sondę w pobliże Ziemi ponownie za 17 lat.

25 września 2014 ogłoszono, że kontakt z sondą został utracony 9 dni wczesniej. Nie wiadomo czy uda się jeszcze wznowić komunikację z sondą bowiem jej orbita nie jest dokładnie znana. Orbita sondy po przelocie w pobliżu Księżyca oddaliła się od Słońca, a to oznacza, że energia zbierana przez panele słoneczne będzie mniejsza. Mniejsza ilość dostępnej energii może sprawić, że sonda wejdzie w tryb bezpieczeństwa, z którego może nie wyjść, jeżeli nie będziemy precyzyjnie znali położenia sondy na orbicie, a tym samym nie będzemy mogli precyzyjnie skierować sygnału w stronę sondy.

Źródło: ICE/ISEE-3/npr/wikipedia