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Voyager 1 禁用仪器以节省能源并允许未来升级

NASA
照片: NASA - Kelleher Photography/shutterstock.com

航行者一号探测器是运行中距离最远的航天器,在穿越星际空间时又关闭了另一台科学仪器。 NASA 下令关闭低能带电粒子观测站 (LECP) 以节省能源。该措施旨在释放资源,用于进一步延长探测器使用寿命的雄心勃勃的尝试,探测器将继续从人类从未探索过的区域发送数据。

战略性关闭仪器

LECP 测量了星际空间的结构,并于 2025 年 3 月在航海者 2 号上关闭,航海者 2 号是航海者 1 号发射几周后发射的双探测器。两者的运行距离都远远超出冥王星轨道,位于日光层之外,即太阳磁场和粒子到达的区域。航海家一号目前距离地球约254亿公里,而航海家二号的轨道距离地球约213.5亿公里。

美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室航海者项目负责人卡里姆·巴达丁(Kareem Badardin)表示:“关闭科学仪器对任何人来说都不是可取的,但这是目前最好的选择。”工程师将这一过程描述为保持探测器正常运行所必需的“牺牲措施”。每次关闭都经过精心计划,以平衡节能与继续进行最关键的科学观测。

工作工具和历史背景

航行者一号保持着两台科学仪器的全面运行。一个探测等离子体波,另一个测量磁场,两者都不断从其他航天器未到达的星际空间区域发回数据。这些信息对于了解日光层以外的环境以及太阳风如何与星际介质相互作用至关重要。

这两个探测器于 1977 年发射,最初各自携带 10 台科学仪器,用于对太阳系的气态巨行星进行飞越观测。它们的设计使用寿命为五年,但在近五年后仍可运行。航海者 2 号目前启动了三台科学仪器,与航海者 1 号相比,维持着更多数量的观察者。

美国宇航局
美国宇航局 – daily_creativity/shutterstock.com

“大爆炸”升级计划

工程师们正在制定更雄心勃勃的战略。该团队将下一次重大升级称为“大爆炸”,这不仅会延长探测器的运行时间,而且还可能重新激活一些多年来关闭的仪器。此次升级代表了航天器软件和电源管理系统的根本性改革。

巴达丁加强了团队的承诺。 “该团队的重点是让航行者号探测器尽可能长时间地保持运行,”他说。技术挑战是巨大的:在能源供应有限的情况下,工程师必须不断选择要保持哪些系统处于活动状态。每个仪器都会消耗宝贵的能量,并且两个探测器上的核电池每年都会逐渐衰退。

节能策略

逐步关闭仪器的策略是将 Voyager 的使用寿命延长到超出预期的关键:

  • Voyager 1:两个有源仪器(等离子波探测器和磁力计)
  • Voyager 2:三台活跃仪器
  • LECP 将于 2025 年关闭
  • 计划更新以支持未来重新激活
  • 团队持续监控能源消耗
  • 提供独特数据的仪器的优先级

持续的科学重要性

尽管关闭,探测器仍在继续产生有关宇宙的宝贵知识。其数据使科学家能够了解太阳系如何过渡到星际空间以及整个星系周围环境的性质。尤其是航海家一号,它是第一个进入星际空间的人类探测器,于 2012 年穿过日球层顶。

持续运行的仪器不断揭示出科学家无法通过其他方式研究的等离子体和磁场特征。这些数据有助于多个研究领域,从天体物理学到理解宇宙的基础物理学。

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