NASA сокращает энергопотребление Voyager 1 и 2

Инженеры миссии в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) в Южной Калифорнии продолжают управлять энергопотреблением двух легендарных космических аппаратов — Voyager 1 и Voyager 2, которые находятся в глубоком космосе уже более 45 лет.

В рамках плана по сохранению энергии, который позволяет продлить срок службы зондов, команда миссии отключила эксперимент подсистемы космических лучей на борту Voyager-1 25 февраля и планирует отключить низкоэнергетический инструмент заряженных частиц на Voyager-2 с 24 марта. Эти шаги являются частью стратегии, направленной на максимальное продление научной деятельности зондов, несмотря на постепенное снижение мощности их радиоизотопных термоэлектрических генераторов (RTG или РИТЭГ), которые вырабатывают электроэнергию за счет тепла, выделяемого при распаде плутония-238.

С момента запуска в 1977 году оба аппарата потеряли значительную часть своей мощности — примерно 4 Вт в год. Это связано с естественным снижением эффективности RTG, а также с деградацией других систем. Сюзанна Додд, менеджер проекта «Вояджер» в JPL, подчеркнула, что миссия находится на критическом этапе: если не отключать приборы сейчас, у зондов останется энергии всего на несколько месяцев, что приведет к завершению их работы. Однако, отключая менее приоритетные инструменты, команда надеется продлить миссию до 2030-х годов.

Каждый из аппаратов изначально был оснащен десятью научными приборами, предназначенными для изучения планет, гелиосферы и межзвездного пространства. После завершения основной миссии по исследованию газовых гигантов Солнечной системы (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) часть приборов была отключена. Однако те инструменты, которые оставались активными, продолжали предоставлять уникальные данные о гелиосфере — защитном пузыре солнечного ветра и магнитных полей, созданных Солнцем, — и о межзвездном пространстве за ее пределами. Voyager 1 вышел за пределы гелиосферы в 2012 году, а Voyager 2 — в 2018 году, став первыми и единственными созданными человеком объектами, достигшими межзвездного пространства.

В октябре 2023 года для экономии энергии был отключен плазменный научный инструмент Voyager 2, который измерял количество и направление потока плазмы — электрически заряженных атомов. Этот инструмент уже несколько лет собирал ограниченные данные из-за своей ориентации относительно направления потока плазмы в межзвездном пространстве. Плазменный инструмент Voyager 1 был отключен ранее из-за ухудшения его производительности.

Подсистема космических лучей, отключенная на Voyager 1, состояла из трех телескопов, которые изучали космические лучи, включая протоны из галактики и Солнца, измеряя их энергию и поток. Эти данные помогли ученым определить момент выхода Voyager 1 за пределы гелиосферы. Низкоэнергетический инструмент заряженных частиц Voyager 2, который будет отключен в конце марта, измеряет ионы, электроны и космические лучи, исходящие из Солнечной системы и галактики.

Этот инструмент состоит из двух подсистем: низкоэнергетического телескопа частиц для широких энергетических измерений и низкоэнергетического магнитосферного анализатора частиц для более узких исследований. Обе системы используют вращающуюся платформу, которая обеспечивает 360-градусный обзор и приводится в действие шаговым двигателем, потребляющим 15,7 Вт каждые 192 секунды. К моменту отключения двигатель совершит более 8,5 миллионов шагов, что значительно превышает его первоначальные испытания на 500 000 шагов.

Патрик Коэн, научный сотрудник программы Voyager в штаб-квартире NASA, отметил, что миссия Voyager значительно превзошла ожидания, предоставив уникальные данные о внешних планетах, гелиосфере и межзвездном пространстве. Каждый дополнительный бит данных, собранный зондами, является не только ценным вкладом в науку, но и свидетельством выдающейся инженерной работы, которая была заложена в проектирование аппаратов почти 50 лет назад.

После отключения этих инструментов оба зонда продолжат работу с оставшимися приборами. Voyager 1 будет использовать магнитометр и подсистему плазменных волн, а его низкоэнергетический инструмент заряженных частиц будет работать до конца 2025 года. Voyager 2 продолжит работу с приборами магнитного поля и плазменных волн, а его подсистема космических лучей будет отключена в 2026 году. Инженеры рассчитывают, что при таком плане энергосбережения зонды смогут продолжать работу по крайней мере с одним научным инструментом до 2030-х годов. Однако они также признают, что непредвиденные проблемы могут сократить этот срок, учитывая возраст аппаратов и их удаленность от Земли.

Voyager 1 и Voyager 2 остаются самыми далекими объектами, созданными человеком. Voyager 1 находится на расстоянии более 25 миллиардов километров от Земли, а Voyager 2 — более 21 миллиард километров. Из-за такого расстояния радиосигнал от Земли до Voyager 1 идет более 23 часов, а до Voyager 2 — около 19,5 часов.

Линда Спилкер, научный сотрудник проекта Voyager, подчеркнула, что каждый день работы зондов — это возможность получить новые данные о регионах, которые никогда ранее не исследовались. Однако каждый день может стать последним, учитывая возраст аппаратов и их удаленность. Тем не менее, команда миссии делает все возможное, чтобы продлить их работу и продолжать получать уникальные научные данные, которые могут принести новые открытия в области гелиофизики и межзвездного пространства.