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旅行者1號壽命得以延續的內幕:NASA拯救人類的遙遠使者

2024-11-29 01:28:03

在經歷了上個月的臨時通訊故障之後,美國航空航天局(NASA)的旅行者1號宇宙飛船已經恢復了正常執行。儘管由於航天器的高齡和有限的電力供應而持續面臨著電源管理方面的挑戰,但研究小組還是成功地重新激活了它的主無線電發射機,並恢復了它的四個有效科學儀器的資料收集工作。

旅行者 1 號在克服了一次通訊故障後,恢復了主發射機的正常功能和資料收集,繼續在星際空間執行電力緊張的任務。 圖片來源:NASA/JPL-Caltech

美國國家航空航天局(NASA)的旅行者1號在上個月發生臨時通訊中斷後已恢復正常執行。 飛船意外關閉了主要的 X 波段無線電發射機,並啟動了較弱的 S 波段發射機。 由於旅行者 1 號距離地球約 154 億英里(249 億公里),這一變化使得任務小組無法接收科學資料或飛船工程狀態的最新資訊。

本月早些時候,工程師們成功地重新啟動了X波段發射器,並在11月18日的一週內恢復了旅行者1號四個執行中科學儀器的資料收集工作。 該團隊目前正在完成幾項任務,以將探測器完全恢復到之前的執行狀態,包括重置同步其三臺機載計算機的系統。

當工程師啟動航天器上的加熱器時,航天器的故障保護系統關閉了 X 波段發射機。 從歷史上看,如果故障保護系統感覺到探測器的可用電量太少,它就會自動關閉對維持航天器飛行不重要的系統,以保證關鍵系統的電力供應。 但探測器已經關閉了除科學儀器以外的所有非必要系統。 因此,故障保護系統關閉了 X 波段發射機,開啟了耗電較少的 S 波段發射機。

美國宇航局的每個旅行者號探測器都配備了三臺放射性同位素熱電發電機(RTG),包括圖中所示的這臺。 RTG透過將鈽238衰變產生的熱量轉化為電能,為航天器提供動力。 圖片來源:NASA/JPL-Caltech

旅行者號的兩個探測器都是在功率餘量極小的情況下工作的。 航天器由衰變的鈽產生的熱量轉化為電能提供動力,每年會損失大約 4 瓦的電能。 大約五年前,也就是旅行者號飛船發射約 41 年後,研究小組開始關閉對維持探測器飛行並不重要的剩餘系統,包括一些科學儀器的加熱器。 令任務小組驚訝的是,所有這些儀器在溫度低於其測試溫度的情況下仍能繼續執行。

研究小組設計了計算機模型來預測各種系統(如加熱器和儀器)的預期耗電量。 但造成這些模型不確定的因素有很多,包括部件的使用年限,以及硬體並不總是按照預期執行。

隨著功率水平被測量到幾分之一瓦,研究小組還調整了兩個探測器監測電壓的方式。 但是今年早些時候,由於電力供應下降,研究小組不得不關閉旅行者 2 號上的一個科學儀器。 為了節約能源,這項任務於1990年關閉了旅行者1號上的多臺儀器,但是在探測器飛過木星和土星之後,這些儀器就不再使用了。 在每個航天器上的 10 臺科學儀器中,有 4 臺目前正用於研究星際空間的粒子、等離子體和磁場。

旅行者 1 號和 2 號已經飛行了 47 年多,是僅有的兩個在星際空間執行的航天器。 它們的高齡意味著技術問題的頻率和複雜性都在增加,也給任務工程團隊帶來了新的挑戰。

編譯自/ScitechDaily

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