NASA 工程師關閉了航行者 1 號的重要設備以避免完全斷電

北美航太局完成了一項複雜的技術操作，以延長航海家一號探測器的運行時間，航海者一號探測器是距離地球最遠的人類人造物。駐紮在加州噴射推進實驗室 (JPL) 的工程師發出了取消低能帶電粒子 (LECP) 實驗的精確指令。關閉程序於2026年4月17日進行。由於船舶電力水準持續下降，這項極端措施變得無法推遲。這些設備在太空中不間斷地工作了近五年。

這項決定反映了最初於 1977 年發射的任務動力系統的自然老化。航海家 1 號及其姊妹船航海者 2 號目前在星際空間中運行，這是宇宙中的一個偏遠地區，其他地面技術尚未到達。犧牲科學組件是為了確保重要的導航、通訊和加熱系統繼續接收在絕對寒冷的真空中運作所需的最低電壓。能源管理已成為地面控制團隊的首要任務。

核子發電機退化需要減少電力消耗

星際探測器的持續運作完全依賴放射性同位素熱電發電機。該設備將鈽自然衰變產生的熱量轉化為機載電腦和感測器可用的電力。然而，隨著時間的推移，物理過程呈現出固有的限制。該系統每年損失約 4 瓦的電力，大大降低了船舶的運作能力。隨著功率裕度變得越來越緊，控制器需要仔細選擇為任務的每個新階段保持通電的組件。

二月記錄的一次技術事件加速了航太局工程師直接介入的需要。在按計劃進行旋轉操作以校準儀器期間，航行者 1 號的電壓水平意外下降。此異常現象立即在控制中心發出警報。如果電壓持續下降且無人幹預，船舶的自動保護系統將自動啟動。這將導致重要部件無序關閉，從而使探測器的恢復面臨風險。

為了避免這種系統性故障的情況，噴射推進實驗室團隊決定採取預防措施。日常的技術挑戰包括保持底盤的內部溫度足夠高，以便推進劑燃料管道不會凍結。關閉顆粒感測器會釋放出很大一部分能量，這些能量現在被重新定向到內部加熱器。在太空探索的這一高階階段，熱管理與科學資料收集同樣重要。

星際介質上的資料收集減少

自任務發射以來，最近停用的設備在分析太空環境方面發揮了基礎性作用。此感測器測量沿太空船軌跡的離子、電子和宇宙射線的存在和行為。 49 年來，LECP 提供了關於星際介質結構和日光層外粒子密度的前所未有的數據，日光層是太陽產生的保護性磁泡。此資料流的中斷結束了觀測天文物理學的重要一章。

噴射推進實驗室航行者號任務經理 Kareem Badaruddin 解釋說，關閉科學儀器從來都不是研究團隊的理想選擇。然而，這位高層強調，這項行動是維持對人類從未訪問過的太空區域的探索的最佳選擇。絕對優先事項已從收集的數據量轉移到機器人車輛的簡單生存。現在的全部重點在於，只要鈽發生器有任何可用功率，就保持結構運作。

儘管關閉了，這艘船在深空並沒有完全失明。探測器主體結構上只剩下兩台完全運作的科學儀器。等離子波子系統和磁力計保持活動狀態，定期發送有關星際等離子體的磁場和成分的資訊。這兩個感測器消耗更少的能量，並提供對於理解太陽影響和深空之間的邊界至關重要的數據。

巨大的距離會影響命令回應時間

在 Voyager 1 上執行任何命令都會違反物理定律和光速的限制。通訊是透過深空網路進行的，深空網路是一組分佈在全球各地的巨大天線。發送一行簡單的程式碼需要操作人員精心的規劃和極大的耐心。任何打字錯誤或軌跡計算都可能需要幾天才能被加州團隊注意到並修正。

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以下是該船運營狀態和位置的主要更新數據：

• 該探測器距離地球超過250億公里。
• 帶有命令的無線電訊號大約需要 23 小時才能到達航行者 1 號的衛星天線。
• 確認收貨還需要23小時的回程，總共需要46小時的等候。
• 十台原始科學儀器中有七台已經因為斷電而完全關閉。
• LECP 中的小型內部馬達將繼續運行，消耗 0.5 瓦，以防止完全凍結。

維護這個小型加熱器引擎展示了操作的細節程度。工程師們將這一小部分能量留在了已停用的儀器中，以便將來可能（儘管可能性不大）重新激活。機械電路的完全凍結將使未來幾年的任何重新啟動嘗試都變得不可能。

重組計畫尋求長期穩定

4 月進行的停用為航行者 1 號的主系統提供了大約一年的能源穩定性。工程師將利用這一額外的喘息來準備一項更雄心勃勃的技術演習，內部稱為「大爆炸」專案。工程計劃是一次性用低功耗替代品替換整組電子設備。此次電氣重新設計旨在優化內部熱量分佈，並確保資料傳輸在未來十年內不會停止。

重組策略將首先在 2026 年 5 月至 6 月期間在航行者 2 號上進行測試。雙探測器距離地球稍近，能量儲備略高，這使其成為驗證新命令的理想目標。在航海家 2 號上，按照該機構制定的嚴格保存時間表，同一台粒子儀器已於 2025 年 3 月停用。

如果測試太空船的電氣升級程序成功，美國太空總署將從 7 月開始將相同的技術應用於航行者 1 號。存在著一種遙遠的數學可能性，即透過這種新的軟體和硬體配置所產生的節省，一些感測器可以在繼電器的基礎上運作。該團隊致力於多種方案，以將發電機的壽命延長到材料物理的絕對極限。

專注於巨行星的最初任務得以倖存

這兩個探頭的使用壽命超出了 20 世紀 70 年代建立的所有原始設計預期。該航天器最初採用模擬組件和第一個太空微處理器設計，其預期使用壽命僅為五年。主要目標是利用罕見的行星排列，飛越木星和土星並拍攝照片。這階段成功後，任務多次延長，進入星際空間。

除了科學儀器外，這些船隻還攜帶具有巨大象徵價值的文物。 「金唱片」固定在每個探測器的側面，包含自然聲音的模擬錄音、數十種語言的問候語以及地球的代表性圖像。該材料被認為是宇宙瓶中的信息，旨在傳達給可能在遙遠的未來攔截這些船隻的外星文明。

航行者一號的持續運作是航空航天工程領域的里程碑。探測器天線每多一天向地面站發送微弱訊號，就會創下新的歷史記錄。控制團隊每天繼續監控電壓水平，調整熱參數，並確保人類最古老的飛船在深空的孤獨旅程盡可能長時間地持續。