NASA 工程師停用 Voyager 1 探測器感測器以避免停電並維持太空任務

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NASA - Mia2you/shutterstock.com

為了確保距離地球最遠的太空探測器的生存,美國太空總署關閉了航行者一號上的一台科學儀器。命令來自噴射推進實驗室的工程師於2026年4月17日。這項極端措施旨在保存設備的剩餘能量。技術團隊在二月進行的例行演習中發現電壓水平意外下降後做出了這個決定。

電荷的任何進一步減少都可能觸發太空船的自動保護系統。此機制會突然切斷元件,以防止對主電路造成永久性損壞。自 1977 年任務發射以來,這台已退役的儀器幾乎不間斷地運作。它監測深空環境,並向地球基地的科學家發送獨特的訊息。

航海家一號和航海家二號探測器穿越外太陽系的軌跡 – NASA

電壓下降迫使技術團隊改變營運計劃

低能帶電粒子的失活(縮寫為 LECP)代表了航太局經過計算的步驟。此感測器測量真空中的低能帶電粒子。探測清單包括來自銀河係其他區域的離子、電子和宇宙射線。技術團隊選擇手動關閉,以保持對探測器系統的絕對控制。

發送指令的過程需要加州業者的耐心。無線電訊號在太空中傳播了 23 個小時,直到到達太空船的天線。機載電腦執行指令只持續了三個多小時。確認行動成功後,我們又花了幾乎一整天的時間回到我們的星球。

透過這種直接幹預,該機構獲得了大約一年的營業利潤。工程師利用這些額外的時間來完成更廣泛的電源管理調整。與 LECP 引擎相關的小型加熱器仍與此結構相連。如果技術人員在內部系統中找到替代能源,這種配置允許將來重新啟動。

幾十年後核子發電機失去熱力生產能力

航行者一號沒有使用太陽能電池板,因為航行區域的陽光太弱。太空船的動力來自放射性同位素熱電發電機。該設備將鈽自然分解產生的熱量轉化為持續的電力。放射性物質具有特定的半衰期,並會在數十年內失去效力。

探頭的電力輸出每年下降約四瓦。這種持續的退化迫使控制人員做出艱難的決定,決定哪些儀器應保持活動狀態。在太空船上安裝的十個相同系列的原始科學設備中,有七個已經完全斷開連接。 LECP 是專家安排的削減清單中的下一個。

雙探測器 Voyager 2 最近經歷了相同的過程。同一台粒子測量儀器於 2025 年 3 月退役。保育策略遵循任務科學家定義的嚴格等級制度。主要目標是使通訊和導航系統在深空盡可能長時間地運作。

設備收集了有關星際介質的前所未有的數據

退役的傳感器在理解我們行星系統以外的宇宙方面發揮了關鍵作用。它幫助繪製了過去幾年運行期間星際介質的結構圖。本設備可檢測壓力前緣和空間等離子體密度的變化。這些測量發生在日球層頂之外,日球層頂是太陽影響的磁邊界。

這些獨家資訊的收集是因為航行者一號自 2012 年以來一直在星際空間航行。探測器以每小時 6.1 萬公里的驚人速度行駛。目前它距離我們的星球超過250億公里。沒有其他人造機器能夠到達宇宙這麼遠的地方。

該儀器的工作涉及正在進行的天文學研究的幾個前沿:

  • 此感測器記錄了低能離子和電子在真空中的通過。
  • 該設備計算了撞擊金屬結構的銀河宇宙射線。
  • 這些數據有助於了解太陽系和深空之間的物理轉變。
  • 測量結果提供了不同濃度不可見顆粒區域的詳細資訊。
  • 該系統與其他感測器結合運行,形成對環境的完整分析。

這種資料流的中斷結束了現代太空探索的重要一章。科學家現在依賴近五年任務中儲存的歷史記錄。對這些資訊的分析將繼續在研究中心進行多年的學術研究。

距離過遠導致與地面基地的通訊延遲

操作位於已知空間遠端的機器面臨前所未有的後勤挑戰。 Voyager 1 目前的距離需要無線電訊號行駛幾乎一整天才能到達目的地。探測器的任何回應都需要相同的時間才能返回美國機構深空網路的天線。

這些通訊延遲使得任何技術緊急情況都成為高度複雜的問題。機載計算機需要能夠自主處理即時故障,無需人工幹預。 2月份發生的停電事件表明,該系統在連續運作多年後存在脆弱性。工程師更加關注遙測監測,以防止新的電氣事故。

LECP 關閉後,航行者 1 號機身上只剩下兩台可運作的科學儀器。該航天器每天繼續向地球發送基本的工程和科學數據。技術團隊計劃在未來幾個月內根據需要採取額外的節省行動。最初的任務設想只運行五年,但該專案超出了所有最初的預期。

太空船接近一光日分離標誌

太空計畫將在今年下半年達到新的歷史里程碑。航行者一號於 2026 年 8 月完成了 49 年不間斷的太空旅行。該計畫代表了上世紀人類工程學最偉大的成功之一。 20 世紀 70 年代製造的電子元件的耐用性令現代航空航天技術專家感到驚訝。

2026 年 11 月,探測器將到達距離地球相當於一光日的距離。此時,光或無線電訊號將需要整整 24 小時才能覆蓋行星和太空船之間的路徑。這絕對紀錄強化了機器在黑暗星際空間中的孤立性。從這個歷史性的日期開始,通信將變得更加緩慢。

航海家一號及其雙胞胎載有載有地球聲音和影像的黃金唱片。他們充當人類大使,踏上穿越銀河系的單程旅程。保持發射器開啟的持續努力反映了探索超越已知極限的願望。探測器返回的數據提供了迄今為止其他任務尚未到達的環境的獨特資訊。

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