NASA旅行者2號節能成功 任務將延長至少一年

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【新聞中心/綜合外電】NASA噴射推進實驗室的工程師已成功對旅行者2號實施一項節能操作,讓這艘已服役49年的探測器的三台剩餘科學儀器得以再運作至少一年。NASA於8月4日宣布了這一消息。

此次操作被暱稱為「大爆炸」,於7月9日同步且不可逆地將高耗電加熱裝置替換為低耗電替代品。工程師關閉了兩個專用加熱器及一台數位磁帶記錄器,後者原本僅因其餘熱而持續運作,並以耗電量更低的裝置取代,在確保太空船燃料管線不因星際空間的低溫而結凍的前提下,維持足夠的熱能供應。

NASA「大爆炸」節能修復成功 Voyager 2再延長科學任務至少一年

49年老探測器爭取續命

NASA工程團隊完成一項高風險節能操作,成功為航海家2號(Voyager 2)釋出電力,讓這艘已在太空運行近49年的探測器,至少可再維持一年科學資料蒐集。NASA噴射推進實驗室(JPL)8月4日表示,這項內部暱稱為「大爆炸」(Big Bang)的操作,目標是在不犧牲關鍵科學儀器的情況下,降低探測器整體能源消耗。

Voyager 2目前仍在太陽圈外執行星際空間觀測,剩下的三項科學儀器包括三軸磁通門磁力計、電漿波次系統,以及宇宙射線次系統。原本因電力持續衰減,宇宙射線次系統可能在2026年底前關閉;此次節能成功後,NASA得以延後這項不可逆的決定,繼續取得人類在星際介質中的第一手觀測資料。

一次完成多項切換

「大爆炸」並非單純關閉設備,而是同時關閉部分高耗電裝置,再啟用耗電量較低的替代設備。7月9日,工程師關閉兩具專用加熱器,以及一台原本主要用來提供餘熱的數位磁帶錄音機;同時啟用另外兩具低功率加熱器與另一個可提供餘熱的設備。

這項設計的關鍵,在於電力與溫度之間必須維持精確平衡。Voyager探測器仰賴放射性同位素熱電發電機,將鈽衰變產生的熱能轉換為電力,但這類能源每年約減少4瓦。NASA指出,工程團隊除了要節省能源,也必須避免探測器過度降溫,否則推進系統的燃料管線可能結冰,進而影響天線指向地球的能力。

40小時通訊延遲

這場操作之所以被視為「計算後的豪賭」,是因為Voyager 2距離地球超過200億公里,地面團隊無法即時操控。指令傳送與回傳確認都需要長時間,任何一個切換環節出錯,都可能讓探測器進入保護模式,甚至永久失去部分功能。

Voyager任務經理卡里姆・巴達魯丁(Kareem Badaruddin)表示,這是「團隊共同努力的成果」,也是全體成員投入約一年的工作結晶。他說,團隊成員在下班時間與週末持續投入,當確認探測器壽命與科學資料回傳時間獲得延長時,「感到滿足與欣慰」,因為這是一項艱難任務,而努力最終獲得回報。

Voyager 1成為下一個目標

NASA接下來將把重點轉向姊妹探測器Voyager 1。這艘目前距離地球最遠的人造物,因電力狀況比Voyager 2更緊張,工程師在4月17日關閉低能量帶電粒子儀器(LECP),只保留磁力計與電漿波次系統兩項科學儀器運作。

Voyager 1先前在2月一次例行翻轉操作後出現電力意外下滑,NASA擔心若電壓進一步降低,探測器的自動保護系統可能啟動,導致更多設備被迫關閉。因此,工程師選擇先關閉LECP,為後續節能改造爭取時間。巴達魯丁當時表示,關閉科學儀器「不是任何人偏好的選項」,但在現有條件下,這是維持探測器運作的最佳方案。

50周年前的最後衝刺

由於Voyager 2距離較近、可用電力也略多,NASA先以它作為「大爆炸」操作的測試對象。如今Voyager 2已成功完成能源切換,團隊預計在確認測試結果與熱穩定性後,於今年稍晚對Voyager 1採取類似措施;若操作順利,甚至不排除重新啟用LECP。

NASA資料顯示,Voyager 1預計在11月18日與地球相距一光日,屆時單向無線電訊號傳遞將需要整整24小時。 兩艘探測器也將在2027年迎來發射50周年。在核能逐年衰減、設備無法維修的條件下,這場跨越數百億公里的能源管理,將決定人類能否繼續從太陽系邊界之外接收珍貴數據。

 

*圖片來源:NASA/JPL-Caltech