NASA 工程师关闭了航行者 1 号的重要设备以避免完全断电

北美航天局完成了一项复杂的技术操作，以延长航海者一号探测器的运行时间，航海者一号探测器是距离地球最远的人类人造物。驻扎在加利福尼亚州喷气推进实验室 (JPL) 的工程师发出了取消低能带电粒子 (LECP) 实验的精确指令。关闭程序于2026年4月17日进行。由于船舶电力水平持续下降，这一极端措施变得无法推迟。这些设备在太空中不间断地工作了近五年。

这一决定反映了最初于 1977 年发射的任务动力系统的自然老化。航海者 1 号及其姊妹船航海者 2 号目前在星际空间中运行，这是宇宙中的一个偏远地区，其他地面技术尚未到达。牺牲科学组件是为了确保重要的导航、通信和加热系统继续接收在绝对寒冷的真空中运行所需的最低电压。能源管理已成为地面控制团队的首要任务。

核发电机退化需要减少电力消耗

星际探测器的持续运行完全依赖于放射性同位素热电发电机。该设备将钚自然衰变产生的热量转化为机载计算机和传感器可用的电力。然而，随着时间的推移，物理过程呈现出固有的局限性。该系统每年损失约 4 瓦的电力，大大降低了船舶的运行能力。随着功率裕度变得越来越紧，控制器需要仔细选择为任务的每个新阶段保持通电的组件。

二月份记录的一次技术事件加速了航天局工程师直接干预的需要。在按计划进行旋转操作以校准仪器期间，航行者 1 号的电压水平意外下降。该异常现象立即在控制中心发出警报。如果电压持续下降且无人干预，船舶的自动保护系统将自动启动。这将导致重要部件无序关闭，从而使探测器的恢复面临风险。

为了避免这种系统性故障的情况，喷气推进实验室团队决定采取预防措施。日常的技术挑战包括保持底盘的内部温度足够高，以便推进剂燃料管道不会冻结。关闭颗粒传感器会释放出很大一部分能量，这些能量现在被重新定向到内部加热器。在太空探索的这一高级阶段，热管理与科学数据收集同样重要。

星际介质上的数据收集减少

自任务发射以来，最近停用的设备在分析太空环境方面发挥了基础性作用。该传感器测量沿飞船轨迹的离子、电子和宇宙射线的存在和行为。 49 年来，LECP 提供了关于星际介质结构和日光层外粒子密度的前所未有的数据，日光层是太阳产生的保护性磁泡。该数据流的中断结束了观测天体物理学的重要一章。

喷气推进实验室航行者号任务经理卡里姆·巴达鲁丁 (Kareem Badaruddin) 解释说，关闭科学仪器从来都不是研究团队的理想选择。然而，这位高管强调，这一行动是维持对人类从未访问过的太空区域的探索的最佳选择。绝对优先事项已从收集的数据量转移到机器人车辆的简单生存。现在的全部重点在于，只要钚发生器有任何可用功率，就保持结构运行。

尽管关闭了，这艘船在深空并没有完全失明。探测器主体结构上只剩下两台完全运行的科学仪器。等离子体波子系统和磁力计保持活动状态，定期发送有关星际等离子体的磁场和成分的信息。这两个传感器消耗更少的能量，并提供对于理解太阳影响和深空之间的边界至关重要的数据。

巨大的距离会影响命令响应时间

在 Voyager 1 上执行任何命令都会违反物理定律和光速的限制。通信是通过深空网络进行的，深空网络是一组分布在全球各地的巨大天线。发送一行简单的代码需要操作人员精心的计划和极大的耐心。任何打字错误或轨迹计算都可能需要几天时间才能被加州团队注意到并纠正。

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以下是该船运营状态和位置的主要更新数据：

• 该探测器距离地球超过250亿公里。
• 带有命令的无线电信号大约需要 23 小时才能到达航行者 1 号的卫星天线。
• 确认收货还需要23个小时的回程，总共需要46个小时的等待。
• 十台原始科学仪器中有七台已经因断电而彻底关闭。
• LECP 中的小型内部电机将继续运行，消耗 0.5 瓦，以防止完全冻结。

维护这个小型加热器发动机展示了操作的细节程度。工程师们将这一小部分能量留在了已停用的仪器中，以便将来可能（尽管可能性不大）重新激活。机械电路的完全冻结将使未来几年的任何重新启动尝试都变得不可能。

重组项目寻求长期稳定

4 月份进行的停用为航行者 1 号的主系统提供了大约一年的能源稳定性。工程师们将利用这一额外的喘息来准备一项更加雄心勃勃的技术演习，内部称为“大爆炸”项目。工程计划是一次性用低功耗替代品替换整组电子设备。此次电气重新设计旨在优化内部热量分布，并确保数据传输在未来十年内不会停止。

重组策略将首先在 2026 年 5 月至 6 月期间在航行者 2 号上进行测试。双探测器距离地球稍近，能量储备略高，这使其成为验证新命令的理想目标。在航行者 2 号上，按照该机构制定的严格保存时间表，同一台粒子仪器已于 2025 年 3 月停用。

如果测试航天器的电气升级程序成功，美国宇航局将从 7 月开始将相同的技术应用于航行者 1 号。存在一种遥远的数学可能性，即通过这种新的软件和硬件配置所产生的节省，一些传感器可以在继电器的基础上运行。该团队致力于多种方案，以将发电机的寿命延长到材料物理的绝对极限。

专注于巨行星的最初任务得以幸存

这两个探头的使用寿命超出了 20 世纪 70 年代建立的所有原始设计预期。该航天器最初采用模拟组件和第一个太空微处理器设计，其预期使用寿命仅为五年。主要目标是利用罕见的行星排列，飞越木星和土星并拍摄照片。这一阶段成功后，任务多次延长，进入星际空间。

除了科学仪器外，这些船只还携带具有巨大象征价值的文物。 “金唱片”固定在每个探测器的侧面，包含自然声音的模拟录音、数十种语言的问候语以及地球的代表性图像。该材料被认为是宇宙瓶中的信息，旨在传达给可能在遥远的未来拦截这些船只的外星文明。

航行者一号的持续运行是航空航天工程领域的一个里程碑。探测器天线每多一天向地面站发送微弱信号，就会创下新的历史记录。控制团队每天继续监测电压水平，调整热参数，并确保人类最古老的飞船在深空的孤独旅程尽可能长时间地持续。