Запущенный в 1977 году космический аппарат «Вояджер-2» находится на расстоянии более 20 миллиардов километров от Земли, используя пять научных приборов для изучения межзвездного пространства. Чтобы помочь этим приборам работать, несмотря на снижение энергопотребления, стареющий космический корабль начал использовать небольшой резервный источник питания, выделенный как часть бортового механизма безопасности. Этот шаг позволит миссии отложить закрытие научного прибора до 2026 года, а не в этом году.
«Вояджер-2» и его близнец «Вояджер-1» — единственные космические аппараты, когда-либо работавшие за пределами гелиосферы. Зонды помогают ученым ответить на вопросы о форме гелиосферы и ее роли в защите Земли от энергичных частиц и другого излучения, обнаруживаемого в межзвездной среде.
Научные данные, которые возвращают «Вояджеры», становятся более ценными по мере удаления от Солнца, поэтому в НАСА заинтересованы в том, чтобы как можно дольше работало как можно больше научных приборов
Оба зонда «Вояджер» питаются от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (RTGS), которые преобразуют тепло от распадающегося плутония-238 в электричество. Непрерывный процесс распада означает, что генератор вырабатывает немного меньше энергии каждый год. Пока что снижение подачи электроэнергии не повлияло на научные результаты миссии, но, чтобы компенсировать потерю, инженеры отключили обогреватели и другие системы, которые не являются необходимыми для поддержания полета космического корабля.
Поскольку эти возможности на «Вояджере-2» теперь исчерпаны, следующим в списке на отключение был один из пяти научных приборов космического корабля. (На «Вояджере-1» работает на один научный прибор меньше, чем на его двойнике, потому что прибор вышел из строя в начале миссии. В результате решение о том, отключать ли прибор на «Вояджере-1», будет принято только в следующем году.)
В поисках способа избежать отключения научного прибора «Вояджер-2» команда НАСА более внимательно изучила механизм безопасности, предназначенный для защиты приборов в случае значительного изменения напряжения космического аппарата. Поскольку колебания напряжения могут повредить приборы, «Вояджер» оснащен регулятором напряжения, который запускает резервную цепь в таком случае. Схема может получать небольшое количество энергии от RTG, которое выделено для этой цели. Вместо того, чтобы резервировать эту мощность, миссия теперь будет использовать ее для поддержания работы научных приборов.
Хотя в результате напряжение космического аппарата не будет жестко регулироваться, даже после более чем 45 лет полета электрические системы обоих зондов остаются относительно стабильными, сводя к минимуму необходимость в страховочной сети питания. Команда инженеров также может отслеживать напряжение и реагировать, если оно слишком сильно колеблется. Если новый подход хорошо сработает для «Вояджера-2», команда может внедрить его и на «Вояджере-1».
Первоначально планировалось, что миссия «Вояджера» продлится всего четыре года, отправив оба зонда мимо Сатурна и Юпитера. НАСА продлило миссию, чтобы «Вояджер-2» мог посетить Нептун и Уран; это по-прежнему единственный космический корабль, когда-либо сталкивавшийся с ледяными гигантами. В 1990 году НАСА снова продлило миссию, на этот раз с целью отправки зондов за пределы гелиосферы. «Вояджер-1» достиг границы в 2012 году, в то время как «Вояджер-2» (путешествующий медленнее и в другом направлении, чем его близнец) достиг ее в 2018 году.
Credit: NASA / JPL-Caltech