NASA关闭旅行者号两台科学仪器以延长任务寿命

艺术家描绘的NASA旅行者号探测器概念图。这对孪生探测器于1977年发射升空。

图片来源：NASA/JPL-Caltech

美国南加州NASA喷气推进实验室的工程师团队于2月25日关闭了旅行者1号的宇宙射线子系统实验，并将于3月24日关闭旅行者2号的低能带电粒子仪器。每艘探测器仍将保留三台科学仪器持续运行。这一举措是应对这对探测器逐渐衰减的能源供应而实施的持续性管理方案。

1977年发射的旅行者1号和2号探测器依靠放射性同位素热电机供电，这种装置通过钚衰变产生的热量发电。两台探测器每年损失约4瓦的电力。

"旅行者号自发射以来一直是深空探测领域的明星，我们希望尽可能延长它们的使命，"喷气推进实验室旅行者项目经理苏珊娜·多德（Suzanne Dodd）表示，"但电力正在逐渐耗尽。如果我们现在不为每艘旅行者号关闭一台仪器，可能仅剩几个月的电力就要宣布任务终结。"

两台探测器各搭载了10台相同的科学仪器。其中部分专为行星飞越期间收集数据设计的设备，在完成对太阳系气态巨行星的探索后已陆续关闭。

在最后一次行星飞越后仍保持运行的仪器，是科学团队认为对研究太阳风层（由太阳产生的太阳风和磁场构成的保护性气泡）和星际空间（太阳风层之外的区域）至关重要的设备。旅行者1号于2012年抵达太阳风层边缘并进入星际空间；旅行者2号于2018年到达该边界。目前尚无其他人造航天器在星际空间运行。

2023年10月，为节约能源，项目组关闭了旅行者2号的等离子体科学仪器。该设备用于测量等离子体（带电原子）的密度和流动方向。由于仪器朝向与星际空间等离子体流动方向存在角度偏差，近年仅能收集有限数据。旅行者1号的同类仪器因性能下降已于数年前关闭。

星际科学遗产

上周在旅行者1号上关闭的宇宙射线子系统包含三台望远镜，用于通过测量能量和通量来研究宇宙射线（包括来自银河系和太阳的质子）。这些望远镜的数据帮助科学团队确定了旅行者1号脱离太阳风层的具体时间和位置。

计划本月晚些时候停用的旅行者2号低能带电粒子仪器，可测量源自太阳系和银河系的各种离子、电子及宇宙射线。该仪器由两个子系统组成：负责广域能量测量的低能粒子望远镜，以及专注于磁层研究的低能磁层粒子分析仪。

两个系统均采用旋转平台实现360度视野，由步进电机驱动，每192秒提供15.7瓦的脉冲。该电机经过50万步测试——足以保证在1980年8月土星飞越任务中持续运行。当旅行者2号该仪器停用时，电机已完成超过850万步运作。

"旅行者探测器早已超越最初探索外行星的任务目标，"NASA总部旅行者项目科学家帕特里克·科恩（Patrick Koehn）表示，"此后收集的每一点数据不仅为太阳物理学提供了宝贵补充，更是对始于近50年前并延续至今的卓越工程设计的见证。"

减法增效

由于旅行者双星探测器收集的科学数据具有不可替代性，任务工程师尽可能延长仪器运行时间。通过关闭这两台仪器，探测器将获得维持约一年运行的电力储备，之后团队才需要关闭其他设备。

在此期间，旅行者1号将继续运行磁强计和等离子体波子系统。其低能带电粒子仪器将运行至2025年底，计划明年关闭。

旅行者2号在可预见的未来将保持磁场和等离子体波仪器的运行。其宇宙射线子系统计划于2026年关闭。

实施该节能方案后，工程师预计两艘探测器至少能保持一台科学仪器运行至2030年代。但团队也清醒认识到，已在深空运行47年的探测器可能面临意外挑战，实际运行时间或将缩短。

遥远征程

旅行者1号和2号仍保持着人类制造最遥远物体的纪录。旅行者1号距离地球超过150亿英里（250亿公里），旅行者2号距地球逾130亿英里（210亿公里）。

2025年3月6日，旅行者1号和2号的状态

Credit:NASA

由于距离极其遥远，地球发出的无线电信号需要23小时才能抵达旅行者1号，与旅行者2号的通信延迟也达19.5小时。

"旅行者号每时每刻都在探索前无航天器涉足的领域，"喷气推进实验室旅行者项目科学家琳达·斯皮克（Linda Spilker）表示，"这意味着每一天都可能是最后时刻，但也可能带来新的星际发现。因此我们正在竭尽所能，确保这对开拓者能在最长时限内延续其开创性探索。"

参考https://blogs.nasa.gov/voyager/2025/03/05/nasa-turns-off-2-voyager-science-instruments-to-extend-mission/