NASA正在竭尽全力给旅行者号“续命”

本文来自微信公众号： NASA爱好者 ，作者：Vger

此刻，NASA的“旅行者1号”（Voyager 1）探测器正以每小时超过约56,000公里的速度，在星际空间中疾驰而过，距离地球已超过240亿公里。而位于洛杉矶以北的NASA喷气推进实验室（JPL），正在竭尽全力，让这台“功勋探测器”能再多“活”一段时间。

自2012年以来，NASA的“旅行者1号”飞船一直在星际空间中疾驰，正如这幅由该航天局委托创作的概念图所描绘的那样。

本周二，JPL的旅行者任务工程师们宣布，他们已经在“旅行者1号”的姊妹探测器，“旅行者2号”身上，成功执行了一项至关重要的节能“黑科技”方案。他们将这项操作命名为“大爆炸”（big bang），通过一套精心协调的序列，以“三个一组”的方式，微妙地依次开关探测器上的关键部件，从而在不冻坏探测器燃料管路或关键硬件的前提下，节省下宝贵的电力，要知道，深空环境的严寒堪称探测器的头号大敌。

从本质上说，这项方案巧妙地利用了一个有趣的事实：“旅行者1号”和“旅行者2号”都发射于1977年夏末，堪称20世纪中期电子设备的“活化石”。正因如此，得益于这些老式设备工作时产生的“废热”，探测器上几乎每一台仪器，都能被巧妙地用来为整艘飞船“保暖”。

由于“旅行者2号”距离地球更近，电力相对更为充裕，因此这项高难度操作首先在它身上进行了试验。而据NASA旅行者任务经理卡里姆·巴达鲁丁（Kareem Badaruddin）透露，如今JPL希望能在飞得更远的“旅行者1号”身上，再次复刻这一“帽子戏法”。

“这是我们几十年来在‘旅行者’探测器上做过的最重要的一件事，”巴达鲁丁上周五接受《科学美国人》采访时表示，“我不想说得太满，但目前来看，这次‘大爆炸’测试进行得异常顺利。”

追逐热量的智慧

两台“旅行者”探测器，依靠的都是小巧的核动力装置，放射性同位素热电发生器，它能将钚-238天然放射性衰变所产生的热量，转化为电能。然而，随着这种钚同位素逐渐衰变、走向其长达88年的半衰期，其释放的热量也在逐年减少，每台“旅行者”探测器每年因此损失约4瓦特的电力。

JPL的这套“大爆炸”方案，会关闭探测器上的两台加热器，以及“旅行者”数字数据磁带记录系统（DTR）所使用的一台老式八轨磁带录音机，同时小心翼翼地开启另外两台加热装置，以及飞船上的一套推进系统。这一操作能让探测器每年节省下近10瓦特的电力，同时不会让任何关键硬件因严寒而“冻僵”报废。

1976年，位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室，在这座25英尺高的空间模拟舱内，对“旅行者”探测器进行了测试。如今，这套硬件设备已身处遥远的星际空间之中。

两台“旅行者”探测器发射时，各自都搭载了10台科学仪器，其中不少仪器，早在完成太阳系“大巡游”任务、飞掠各大行星之后，就已经陆续“功成身退”，因而在漫长的飞行历程中相继被提前关闭。

NASA的旅行者团队希望，通过“大爆炸”方案节省下来的电力，或许能让“旅行者1号”重新启动一台仪器，低能带电粒子实验仪（LECP），这台设备主要用于测量星际空间中的粒子密度。今年春天，为了防止探测器自身系统因电力不足而触发保护性重启，“旅行者1号”上的这台仪器不得不被关闭。

“‘旅行者1号’目前仍有两台科学仪器在正常运转，一台用于监听等离子体波，另一台用于测量磁场，”同为JPL系统工程师的巴达鲁丁，在今年4月NASA发布的一份声明中表示，“它们的工作状态依然十分出色，正持续从一片此前从未有任何人造探测器涉足过的太空区域，向地球传回宝贵数据。”

“一光日”之外的旅程

如果一切顺利，到今年11月，“旅行者1号”将迎来一个历史性的里程碑，飞抵距离地球“一光日”远的地方。这个距离，你既可以把它理解为仅仅是一光年的一小部分，也可以理解为地球与太阳之间距离的整整173倍，堪称一个令人咋舌的天文数字。一旦跨过这一距离，只要探测器还能保持在线，此后地球与它之间的每一条信号，都将需要超过24小时才能送达。

2022年，JPL“旅行者”项目经理苏珊娜·多德（Suzanne Dodd）在NASA的一场直播活动中曾表示，她认为“旅行者1号”“肯定”能坚持到明年，也就是2027年9月5日的50周年纪念日。

多德在同年接受采访时还表示，如果NASA“运气足够好”，“旅行者1号”甚至“有可能一直坚持到2030年代”。

参考

https://gizmodo.com/upcoming-hack-to-keep-nasas-voyager-1-alive-exploits-a-quirk-in-its-1970s-hardware-2000796070