«Вояджер» НАСА будет заниматься больше наукой благодаря новой энергетической стратегии

Jul 11, 2023

Примечание редактора: 1 мая во второй абзац была добавлена ​​формулировка, подчеркивающая, что миссия продолжится даже после вывода из эксплуатации научного прибора.

План позволит держать научные инструменты «Вояджера-2» включенными на несколько лет дольше, чем предполагалось ранее, что позволит сделать еще больше открытий из межзвездного пространства.

Модель для контрольных испытаний "Вояджера", показанная в камере космического симулятора Лаборатории реактивного движения в 1976 году, была точной копией двух космических зондов "Вояджер", запущенных в 1977 году. Платформа сканирования модели тянется вправо, удерживая несколько научных инструментов космического корабля в развернутых положениях. позиции.

Запущенный в 1977 году космический корабль «Вояджер-2» находится на расстоянии более 12 миллиардов миль (20 миллиардов километров) от Земли и использует пять научных инструментов для изучения межзвездного пространства. Чтобы помочь этим приборам работать, несмотря на уменьшение энергоснабжения, устаревший космический корабль начал использовать небольшой резервуар резервного питания, отведенный как часть бортового механизма безопасности. Этот шаг позволит миссии отложить закрытие научного прибора до 2026 года, а не до этого года.

Выключение научного прибора не завершит миссию. После отключения одного прибора в 2026 году зонд продолжит работать с четырьмя научными приборами до тех пор, пока из-за ухудшения энергоснабжения не потребуется отключить еще один. Если «Вояджер-2» останется здоровым, команда инженеров ожидает, что миссия потенциально может продолжаться еще долгие годы.

«Вояджер-2» и его близнец «Вояджер-1» — единственные космические корабли, когда-либо работавшие за пределами гелиосферы — защитного пузыря из частиц и магнитных полей, генерируемых Солнцем. Зонды помогают ученым ответить на вопросы о форме гелиосферы и ее роли в защите Земли от энергетических частиц и другого излучения, обнаруженного в межзвездной среде.

«Научные данные, которые возвращают «Вояджеры», становятся тем более ценными, чем дальше они от Солнца, поэтому мы определенно заинтересованы в том, чтобы как можно дольше работало как можно больше научных инструментов», — сказала Линда Спилкер, научный сотрудник проекта «Вояджер» в отделе реактивного движения НАСА. Лаборатория в Южной Калифорнии, которая управляет миссией НАСА.

Оба зонда "Вояджер" питаются от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РТГ), которые преобразуют тепло распадающегося плутония в электричество. Непрерывный процесс распада означает, что генератор каждый год производит немного меньше энергии. Пока что снижение энергоснабжения не повлияло на научные результаты миссии, но, чтобы компенсировать потери, инженеры отключили обогреватели и другие системы, которые не являются необходимыми для поддержания полета космического корабля.

Каждый из зондов НАСА «Вояджер» оснащен тремя радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РТГ), включая показанный здесь. РИТЭГи обеспечивают электроэнергией космический корабль, преобразуя тепло, выделяемое при распаде плутония-238, в электричество.

Поскольку эти возможности на «Вояджере-2» исчерпаны, следующим в их списке был один из пяти научных инструментов космического корабля. (На «Вояджере-1» используется на один научный прибор меньше, чем на его близнеце, поскольку один из приборов вышел из строя в начале миссии. В результате решение о том, отключать ли какой-либо прибор на «Вояджере-1», не будет принято до следующего года.)

В поисках способа избежать отключения научного инструмента «Вояджера-2» команда внимательно изучила механизм безопасности, предназначенный для защиты инструментов в случае, если напряжение космического корабля – поток электричества – значительно изменится. Поскольку колебания напряжения могут повредить приборы, Voyager оснащен регулятором напряжения, который в таком случае запускает резервную цепь. Схема может получить доступ к небольшому количеству энергии от РИТЭГа, выделенного для этой цели. Вместо того, чтобы сохранять эту власть, миссия теперь будет использовать ее для поддержания работы научных инструментов.

Хотя в результате напряжение космического корабля не будет жестко регулироваться, даже после более чем 45 лет полета электрические системы обоих зондов остаются относительно стабильными, что сводит к минимуму необходимость в системе безопасности. Команда инженеров также может контролировать напряжение и реагировать, если оно слишком сильно колеблется. Если новый подход хорошо сработает на «Вояджере-2», команда может реализовать его и на «Вояджере-1».