美國(guó)宇航局正計(jì)劃關(guān)閉旅行者 2 號(hào)的另一部分

為了節(jié)省旅行者 2 號(hào)日益減少的能量并延長(zhǎng)航天器的任務(wù)，美國(guó)宇航局已經(jīng)關(guān)閉了其另一臺(tái)儀器。

他們?cè)?2024 年 10 月用等離子體光譜儀做到了這一點(diǎn)，這不會(huì)是最后一次。3 月，旅行者 2 號(hào)Low-Energy Charged Particle儀器將關(guān)閉。

這對(duì)耐用的航天器意味著什么？

“如果我們現(xiàn)在不關(guān)閉每個(gè) Voyager 上的儀器，它們可能只有幾個(gè)月的電力，然后我們就需要宣布任務(wù)結(jié)束，”JPL Voyager 項(xiàng)目經(jīng)理 Suzanne Dodd 說(shuō)。

自 1977 年這對(duì)航海者號(hào)宇宙飛船發(fā)射以來(lái)，情況發(fā)生了很大變化。我們的星球更熱，人類(lèi)人口激增，太空堡壘卡拉狄加來(lái)來(lái)去去——兩次。

旅行者 1 號(hào)和 2 號(hào)的長(zhǎng)壽讓我們所有人都感到驚訝。當(dāng)他們發(fā)射時(shí)，他們計(jì)劃的任務(wù)長(zhǎng)度只有五年?，F(xiàn)在，在發(fā)射日期近 50 年后，他們都到達(dá)了星際空間，這是一項(xiàng)了不起的成就。

盡管這兩艘航天器都被證明是耐用的，但沒(méi)有什么是永恒的，即使是钚。當(dāng)它們發(fā)射時(shí)，它們都攜帶了大約 13.5 公斤的钚 238放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機(jī)（RTG）。

RTG 通過(guò)熱電偶將腐爛的钚中的熱量運(yùn)行來(lái)發(fā)電。然而，隨著钚的衰變，它的功率輸出會(huì)降低。這需要降低航天器的電力需求。

這就是 NASA 對(duì)這兩艘旅行者號(hào)的處境。他們不得不依次關(guān)閉不再提供太多科學(xué)益處的系統(tǒng)。幸運(yùn)的是，該航天器的一些儀器是針對(duì)行星科學(xué)的，在星際空間中不太重要。

“航海者號(hào)自發(fā)射以來(lái)一直是深空搖滾明星，我們希望盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保持這種狀態(tài)，”Dodd 說(shuō)。

“但電力不足。如果我們現(xiàn)在不關(guān)閉每個(gè)旅行者號(hào)上的儀器，他們可能只有幾個(gè)月的電力，我們就需要宣布任務(wù)結(jié)束了。

每個(gè) Voyager 航天器都攜帶相同的有效載荷10 種科學(xué)儀器.NASA 在不同時(shí)間關(guān)閉了每個(gè)儀器上的不同儀器，以實(shí)現(xiàn)最佳科學(xué)結(jié)果。

2024 年 10 月，美國(guó)宇航局關(guān)閉了旅行者 2 號(hào)的等離子體光譜儀。3 月 24 日，NASA 將關(guān)閉旅行者 2 號(hào)的低能帶電粒子儀器 （LECP），只剩下三臺(tái)活躍的儀器：三軸磁通門(mén)磁力計(jì) （MAG）、宇宙射線(xiàn)子系統(tǒng) （CRS） 和等離子體波子系統(tǒng) （PWS）。

這三種儀器仍然允許旅行者 2 號(hào)收集有價(jià)值的科學(xué)數(shù)據(jù)。

旅行者 2 號(hào)的 MAG 儀器測(cè)量了天王星以及海王星以及太陽(yáng)風(fēng)如何與它們的磁層相互作用。它在確定旅行者 2 號(hào)何時(shí)穿越日球?qū)禹?/a>進(jìn)入星際空間。

現(xiàn)在航天器已經(jīng)進(jìn)入星際空間，MAG 正在測(cè)量星際磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及它們?nèi)绾闻c太陽(yáng)磁場(chǎng)相互作用。

CRS 儀器幫助科學(xué)家測(cè)量了外行星磁層內(nèi)的高能粒子。它還提供了有關(guān)宇宙射線(xiàn).

通過(guò)測(cè)量宇宙射線(xiàn)核，它幫助科學(xué)家了解這些射線(xiàn)是如何加速和傳播的。通過(guò)測(cè)量星際空間中的宇宙射線(xiàn)通量，CRS 揭示了有關(guān) ISM 的一些細(xì)節(jié)。

PWS 測(cè)量了太陽(yáng)系行星附近的電子密度。在旅行者號(hào)任務(wù)的早期，該儀器檢測(cè)到閃電風(fēng)暴開(kāi)啟木星和其他巨行星，這是理解這些行星的重大進(jìn)展。在星際空間中，它測(cè)量星際等離子體的密度。它的測(cè)量對(duì)于了解星際介質(zhì) （ISM） 至關(guān)重要。

在整個(gè)任務(wù)中，LECP 儀器向科學(xué)家們介紹了帶電粒子的能量和太陽(yáng)風(fēng)的動(dòng)力學(xué)。它還展示了一些粒子如何從日球?qū)有孤┑叫请H空間。

隨著旅行者 2 號(hào)繼續(xù)進(jìn)入星際空間，LECP 將告訴我們更多關(guān)于日球?qū)禹數(shù)男畔?，以及粒子在日球?qū)雍托请H空間中的行為有何不同。

“每天的每一分鐘，旅行者號(hào)都在探索一個(gè)以前沒(méi)有航天器去過(guò)的區(qū)域?！? Linda Spilker，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的旅行者號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家

LECP 儀器將于本月晚些時(shí)候關(guān)閉，使 Voyager 2 的儀器減少到只有三臺(tái)。沒(méi)有什么比 LECP 更能說(shuō)明 Voyager 的壽命和穩(wěn)健性了。它之所以關(guān)閉，只是因?yàn)槟茉聪拗疲皇且驗(yàn)樾阅芟陆怠?/p>

Voyager 2 使用步進(jìn)電機(jī)將儀器旋轉(zhuǎn) 360 度，每 192 秒提供 15.7 瓦的脈沖。在開(kāi)發(fā)和測(cè)試期間，電機(jī)經(jīng)過(guò)了 500,000 步的測(cè)試。

這足以讓它度過(guò)難關(guān)，直到飛船相遇土星1980 年 8 月。但是，到本月晚些時(shí)候停用時(shí)，該電機(jī)將完成超過(guò) 850 萬(wàn)步。

與 Voyager 計(jì)劃的其他方面一樣，LECP 持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，以至于其首席研究員Stamatios Krimigis，現(xiàn)在已經(jīng) 86 歲了，已經(jīng)退休并擔(dān)任榮譽(yù)職位。

他現(xiàn)在是約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室 （APL） 太空探索部門(mén)的名譽(yù)負(fù)責(zé)人。也許這個(gè)人和樂(lè)器會(huì)同時(shí)完全退休。

旅行者 1 號(hào)和 2 號(hào)是我們的第一個(gè)星際探測(cè)器，盡管它們從未打算成為。他們向我們展示的關(guān)于星際空間的一切都是額外的知識(shí)。該計(jì)劃的許多人現(xiàn)在已經(jīng)離開(kāi)了，但兩艘航天器都還活著。

這其中有一種辛酸，它超越了科學(xué)、帶電粒子和星際介質(zhì)的細(xì)節(jié)。他們是人類(lèi)第一批無(wú)意中進(jìn)入星際空間的使者，并且開(kāi)始比他們的創(chuàng)造者活得更久。

“旅行者號(hào)宇宙飛船已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了他們最初研究外行星的任務(wù)?！? 旅行者號(hào)計(jì)劃科學(xué)家 Patrick Koehn

然而，航海者號(hào)是科學(xué)任務(wù)，他們?nèi)匀活B強(qiáng)地完成這些任務(wù)。

“旅行者號(hào)航天器已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了他們最初研究外行星的任務(wù)，”華盛頓美國(guó)宇航局總部的旅行者號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家帕特里克·科恩 （Patrick Koehn） 說(shuō)。

“從那時(shí)起，我們收集的每一點(diǎn)額外數(shù)據(jù)不僅是日光物理學(xué)的寶貴獎(jiǎng)勵(lì)科學(xué)，也是對(duì)航海者號(hào)的模范工程的證明——從近 50 年前開(kāi)始，一直持續(xù)到今天?！?/p>

NASA 決心向 Voyager 航天器榨取盡可能多的數(shù)據(jù)。一旦 Voyager 2 的 LECP 在本月晚些時(shí)候關(guān)閉，兩臺(tái) Voyager 都應(yīng)該能夠在另一臺(tái)儀器需要關(guān)閉之前再運(yùn)行一年。對(duì)于 Voyager 1，這意味著它將失去 LECP。旅行者 2 號(hào)的 CRS 將于 2026 年關(guān)閉。

美國(guó)宇航局的工程師表示，他們的節(jié)能計(jì)劃應(yīng)該讓這兩艘航天器都能運(yùn)行到 2030 年代，盡管每個(gè)航天器都使用一臺(tái)儀器。然而，它們已經(jīng)在深空運(yùn)行了近 50 年，這并不是一個(gè)良性的環(huán)境。預(yù)期會(huì)出現(xiàn)其他一些問(wèn)題是合理的。

現(xiàn)在，人們很容易掩蓋旅行者計(jì)劃的成功，因?yàn)槊總€(gè)月都會(huì)發(fā)射太空任務(wù)，強(qiáng)大的漫游車(chē)會(huì)進(jìn)行探索火星和高分辨率相機(jī)為我們饑餓的瀏覽器提供源源不斷的美味圖像。

人們也很容易忘記，他們都已經(jīng)旅行了超過(guò) 200 億公里。事實(shí)上，當(dāng)旅行者 2 號(hào)向我們發(fā)送信號(hào)時(shí)，需要 19.5 小時(shí)才能到達(dá)我們手中。對(duì)于 Voyager 1，信號(hào)傳播時(shí)間甚至更長(zhǎng)：23.5 小時(shí)。

這些信號(hào)傳播時(shí)間只會(huì)隨著航天器繼續(xù)旅行而增加。他們的每一公里旅程都是人類(lèi)的新前沿。

“每天的每一分鐘，旅行者號(hào)都在探索一個(gè)以前沒(méi)有航天器去過(guò)的區(qū)域，”噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的旅行者號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家琳達(dá)·斯皮爾克 （Linda Spilker） 說(shuō)。

“這也意味著每一天都可能是我們的最后一天。但那一天也可能帶來(lái)另一個(gè)星際啟示。因此，我們正在全力以赴，盡我們所能確保旅行者 1 號(hào)和 2 號(hào)在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)他們的開(kāi)拓性工作。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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