วิศวกรของ NASA ปิดการใช้งานเซ็นเซอร์โพรบ Voyager 1 เพื่อหลีกเลี่ยงไฟดับและรักษาภารกิจในอวกาศ

NASA

NASA - Mia2you/shutterstock.com

เพื่อให้แน่ใจว่ายานอวกาศที่อยู่ไกลจากโลกที่สุดจะอยู่รอด หน่วยงานอวกาศของอเมริกาได้ปิดเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บนยานโวเอเจอร์ 1 คำสั่งดังกล่าวมาจากวิศวกรที่ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นเมื่อวันที่ 17 เมษายน พ.ศ. 2569 มาตรการขั้นรุนแรงพยายามรักษาพลังงานที่เหลืออยู่ของอุปกรณ์ การตัดสินใจดังกล่าวเกิดขึ้นหลังจากที่ทีมเทคนิคตรวจพบระดับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงอย่างไม่คาดคิดระหว่างการดำเนินการตามปกติในเดือนกุมภาพันธ์

การลดประจุไฟฟ้าเพิ่มเติมอาจกระตุ้นให้เกิดระบบป้องกันอัตโนมัติของยานอวกาศ กลไกนี้จะตัดส่วนประกอบต่างๆ อย่างกะทันหันเพื่อป้องกันความเสียหายถาวรต่อวงจรหลัก เครื่องมือที่เลิกใช้แล้วได้ดำเนินการแทบไม่ต้องหยุดชะงักนับตั้งแต่เริ่มภารกิจในปี 1977 โดยได้ติดตามสภาพแวดล้อมในห้วงอวกาศและส่งข้อมูลเฉพาะให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่ฐานโลก

วิถีโคจรของยานอวกาศโวเอเจอร์ 1 และ 2 ผ่านระบบสุริยะชั้นนอก – NASA

แรงดันไฟฟ้าตกทำให้ทีมเทคนิคต้องเปลี่ยนการวางแผนการปฏิบัติงาน

การปิดใช้งานอนุภาคที่มีประจุพลังงานต่ำซึ่งรู้จักกันในชื่อย่อ LECP แสดงถึงขั้นตอนการคำนวณโดยหน่วยงานอวกาศ เซ็นเซอร์จะตรวจวัดอนุภาคที่มีประจุพลังงานต่ำในสุญญากาศ รายการตรวจจับประกอบด้วยไอออน อิเล็กตรอน และรังสีคอสมิกที่เกิดจากบริเวณอื่นๆ ของกาแลคซี ทีมเทคนิคเลือกใช้การปิดเครื่องด้วยตนเองเพื่อรักษาการควบคุมระบบของโพรบอย่างสมบูรณ์

กระบวนการส่งคำสั่งต้องใช้ความอดทนจากผู้ปฏิบัติงานในแคลิฟอร์เนีย สัญญาณวิทยุเดินทางผ่านอวกาศเป็นเวลา 23 ชั่วโมงจนกระทั่งไปถึงเสาอากาศของยานอวกาศ การดำเนินการคำสั่งโดยคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดกินเวลานานกว่าสามชั่วโมง การกลับมาพร้อมการยืนยันความสำเร็จของปฏิบัติการใช้เวลาเดินทางกลับสู่โลกของเราเกือบหนึ่งวันเต็ม

ด้วยการแทรกแซงโดยตรงนี้ หน่วยงานจะได้รับอัตรากำไรจากการดำเนินงานเพิ่มเติมประมาณหนึ่งปี วิศวกรใช้เวลาพิเศษนี้เพื่อปรับแต่งการจัดการพลังงานในวงกว้างให้เสร็จสิ้น เครื่องทำความร้อนขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ LECP ยังคงเชื่อมต่อกับโครงสร้าง การกำหนดค่านี้ช่วยให้สามารถเปิดใช้งานใหม่ได้ในอนาคตหากช่างเทคนิคพบแหล่งพลังงานทดแทนในระบบภายใน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้านิวเคลียร์สูญเสียกำลังการผลิตความร้อนหลังจากผ่านไปหลายทศวรรษ

ยานโวเอเจอร์ 1 ไม่ใช้แผงโซลาร์เซลล์เนื่องจากแสงแดดอ่อนเกินไปในบริเวณที่เรือแล่น พลังงานของยานอวกาศมาจากเครื่องกำเนิดเทอร์โมอิเล็กทริกกัมมันตภาพรังสี อุปกรณ์นี้จะแปลงความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวตามธรรมชาติของพลูโตเนียมให้เป็นพลังงานไฟฟ้าต่อเนื่อง สารกัมมันตภาพรังสีมีครึ่งชีวิตจำเพาะและสูญเสียประสิทธิภาพไปตลอดหลายทศวรรษ

เอาต์พุตไฟฟ้าของโพรบจะลดลงประมาณสี่วัตต์ในแต่ละปี การเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องนี้บังคับให้ผู้ควบคุมตัดสินใจได้ยากว่าเครื่องมือใดควรยังคงทำงานอยู่ จากชุดอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ดั้งเดิมที่เหมือนกันสิบชุดที่ติดตั้งบนยานอวกาศ มีเจ็ดชุดที่ถูกตัดการเชื่อมต่อโดยสิ้นเชิง LECP อยู่ในรายการการปรับลดอันดับถัดไปที่ผู้เชี่ยวชาญกำหนดไว้

ยานสำรวจแฝดโวเอเจอร์ 2 ได้รับขั้นตอนเดียวกันเมื่อเร็วๆ นี้ เครื่องมือตรวจวัดอนุภาคแบบเดียวกันนี้เลิกใช้งานในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2568 กลยุทธ์การอนุรักษ์มีลำดับชั้นที่เข้มงวดซึ่งนักวิทยาศาสตร์ประจำภารกิจกำหนดไว้ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้ระบบการสื่อสารและการนำทางทำงานได้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในห้วงอวกาศ

อุปกรณ์รวบรวมข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับสื่อระหว่างดวงดาว

เซ็นเซอร์ที่เลิกใช้แล้วมีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจจักรวาลนอกเหนือจากระบบดาวเคราะห์ของเรา ช่วยจัดทำแผนผังโครงสร้างของสื่อระหว่างดวงดาวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาของการดำเนินงาน อุปกรณ์ตรวจจับความดันด้านหน้าและความแปรผันของความหนาแน่นของพลาสมาในอวกาศ การวัดเหล่านี้เกิดขึ้นเลยเฮลิโอพอสซึ่งทำหน้าที่เป็นขอบเขตแม่เหล็กของอิทธิพลของดวงอาทิตย์

ดูเพิ่มเติม

การรวบรวมข้อมูลพิเศษนี้เกิดขึ้นเพียงเพราะยานโวเอเจอร์ 1 แล่นผ่านอวกาศระหว่างดวงดาวมาตั้งแต่ปี 2555 ยานสำรวจเดินทางด้วยความเร็วที่น่าประทับใจ 61,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ปัจจุบันอยู่ห่างจากโลกของเรามากกว่า 25 พันล้านกิโลเมตร ไม่มีเครื่องจักรอื่นใดที่มนุษย์สร้างขึ้นได้เข้าถึงจักรวาลได้ไกลขนาดนี้

งานของเครื่องมือนี้เกี่ยวข้องกับการวิจัยทางดาราศาสตร์ที่กำลังดำเนินอยู่หลายด้าน:

  • เซ็นเซอร์จะบันทึกการผ่านของไอออนและอิเล็กตรอนพลังงานต่ำในสุญญากาศ
  • อุปกรณ์ดังกล่าวนับรังสีคอสมิกของกาแลคซีที่กระทบกับโครงสร้างโลหะ
  • ข้อมูลช่วยให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระหว่างระบบสุริยะและห้วงอวกาศ
  • การวัดนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับบริเวณที่มีความเข้มข้นของอนุภาคที่มองไม่เห็นต่างกัน
  • ระบบทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์อื่นๆ เพื่อสร้างการวิเคราะห์สภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์

การหยุดชะงักของกระแสข้อมูลนี้ปิดบทสำคัญในการสำรวจอวกาศสมัยใหม่ ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์อาศัยบันทึกทางประวัติศาสตร์ที่เก็บไว้ตลอดเกือบห้าทศวรรษของภารกิจ การวิเคราะห์ข้อมูลนี้จะยังคงให้ผลการศึกษาเชิงวิชาการในศูนย์วิจัยเป็นเวลาหลายปี

ระยะทางที่ไกลมากทำให้เกิดความล่าช้าในการสื่อสารกับฐานภาคพื้นดิน

การใช้งานเครื่องจักรที่อยู่ห่างไกลจากพื้นที่ที่รู้จักทำให้เกิดความท้าทายด้านลอจิสติกส์อย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ระยะทางปัจจุบันของยานโวเอเจอร์ 1 ต้องใช้สัญญาณวิทยุในการเดินทางเกือบทั้งวันเพื่อไปถึงจุดหมายปลายทาง การตอบสนองใดๆ จากยานสำรวจจะใช้เวลาเท่ากันในการกลับไปยังเสาอากาศของเครือข่ายห้วงอวกาศของหน่วยงานอเมริกัน

ความล่าช้าในการสื่อสารเหล่านี้ทำให้เหตุฉุกเฉินทางเทคนิคเป็นปัญหาที่ซับซ้อนมาก คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดจำเป็นต้องมีอิสระในการจัดการกับความล้มเหลวที่เกิดขึ้นทันทีโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์ เหตุไฟฟ้าดับที่บันทึกไว้ในเดือนกุมภาพันธ์แสดงให้เห็นถึงช่องโหว่ของระบบหลังจากดำเนินการอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี วิศวกรตรวจสอบการวัดและส่งข้อมูลทางไกลด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นเพื่อป้องกันเหตุการณ์ทางไฟฟ้าครั้งใหม่

หลังจากการปิดเครื่อง LECP มีเครื่องมือวิทยาศาสตร์ปฏิบัติการเพียง 2 ชิ้นเท่านั้นที่ยังคงอยู่ในโครงเครื่องบินของโวเอเจอร์ 1 ยานอวกาศยังคงส่งข้อมูลทางวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์พื้นฐานมายังโลกทุกวัน ทีมงานด้านเทคนิควางแผนการดำเนินการประหยัดเพิ่มเติมเมื่อจำเป็นในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ภารกิจเดิมมีจุดมุ่งหมายในการดำเนินงานเพียงห้าปี แต่โครงการนี้เกินความคาดหมายเบื้องต้นทั้งหมด

ยานอวกาศเข้าใกล้เครื่องหมายแห่งการแยกจากกันในวันแสงเดียว

โครงการอวกาศจะบรรลุเหตุการณ์สำคัญครั้งประวัติศาสตร์ในช่วงครึ่งหลังของปี การเดินทางในอวกาศอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 49 ปีของยานโวเอเจอร์ 1 ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2569 โครงการนี้ถือเป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิศวกรรมมนุษย์ในศตวรรษที่ผ่านมา ความทนทานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตในปี 1970 ทำให้ผู้เชี่ยวชาญสมัยใหม่ในด้านเทคโนโลยีการบินและอวกาศต้องประหลาดใจ

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2569 ยานสำรวจควรจะอยู่ห่างจากโลกเท่ากับหนึ่งวันแสง เมื่อถึงจุดนี้ แสงหรือสัญญาณวิทยุจะใช้เวลา 24 ชั่วโมงพอดีจึงจะครอบคลุมเส้นทางระหว่างดาวเคราะห์กับยานอวกาศ บันทึกที่สมบูรณ์นี้ตอกย้ำถึงความโดดเดี่ยวของเครื่องในความมืดของอวกาศระหว่างดวงดาว การสื่อสารจะยิ่งช้าลงนับจากวันประวัติศาสตร์นี้เป็นต้นไป

ยานโวเอเจอร์ 1 และยานแฝดมีแผ่นเสียงสีทองพร้อมเสียงและภาพของโลก พวกเขาทำหน้าที่เป็นทูตเพื่อมนุษยชาติในการเดินทางเที่ยวเดียวผ่านทางช้างเผือก ความพยายามอย่างต่อเนื่องในการเปิดเครื่องส่งสัญญาณไว้สะท้อนถึงความปรารถนาที่จะสำรวจเกินขอบเขตที่ทราบ ข้อมูลที่ส่งคืนโดยยานสำรวจจะให้ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมที่ยังไม่มีภารกิจอื่นใดที่สามารถทำได้จนถึงปัจจุบัน

ดูเพิ่มเติม