旅行者1号寿命得以延续的内幕：NASA拯救人类的遥远使者

旅行者 1 号在克服了一次通信故障后，恢复了主发射机的正常功能和数据收集，继续在星际空间执行电力紧张的任务。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国国家航空航天局（NASA）的旅行者1号在上个月发生临时通信中断后已恢复正常运行。 飞船意外关闭了主要的 X 波段无线电发射机，并启动了较弱的 S 波段发射机。 由于旅行者 1 号距离地球约 154 亿英里（249 亿公里），这一变化使得任务小组无法接收科学数据或飞船工程状态的最新信息。

本月早些时候，工程师们成功地重新启动了X波段发射器，并在11月18日的一周内恢复了旅行者1号四个运行中科学仪器的数据收集工作。 该团队目前正在完成几项任务，以将探测器完全恢复到之前的运行状态，包括重置同步其三台机载计算机的系统。

当工程师启动航天器上的加热器时，航天器的故障保护系统关闭了 X 波段发射机。 从历史上看，如果故障保护系统感觉到探测器的可用电量太少，它就会自动关闭对维持航天器飞行不重要的系统，以保证关键系统的电力供应。 但探测器已经关闭了除科学仪器以外的所有非必要系统。 因此，故障保护系统关闭了 X 波段发射机，开启了耗电较少的 S 波段发射机。

美国宇航局的每个旅行者号探测器都配备了三台放射性同位素热电发电机（RTG），包括图中所示的这台。 RTG通过将钚238衰变产生的热量转化为电能，为航天器提供动力。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

旅行者号的两个探测器都是在功率余量极小的情况下工作的。 航天器由衰变的钚产生的热量转化为电能提供动力，每年会损失大约 4 瓦的电能。 大约五年前，也就是旅行者号飞船发射约 41 年后，研究小组开始关闭对维持探测器飞行并不重要的剩余系统，包括一些科学仪器的加热器。 令任务小组惊讶的是，所有这些仪器在温度低于其测试温度的情况下仍能继续运行。

研究小组设计了计算机模型来预测各种系统（如加热器和仪器）的预期耗电量。 但造成这些模型不确定的因素有很多，包括部件的使用年限，以及硬件并不总是按照预期运行。

随着功率水平被测量到几分之一瓦，研究小组还调整了两个探测器监测电压的方式。 但是今年早些时候，由于电力供应下降，研究小组不得不关闭旅行者 2 号上的一个科学仪器。 为了节约能源，这项任务于1990年关闭了旅行者1号上的多台仪器，但是在探测器飞过木星和土星之后，这些仪器就不再使用了。 在每个航天器上的 10 台科学仪器中，有 4 台目前正用于研究星际空间的粒子、等离子体和磁场。

旅行者 1 号和 2 号已经飞行了 47 年多，是仅有的两个在星际空间运行的航天器。 它们的高龄意味着技术问题的频率和复杂性都在增加，也给任务工程团队带来了新的挑战。

编译自/ScitechDaily