阅读时长:6分钟 | 距地球约210亿公里,旅行者2号原本今年要关机,但NASA想出了新办法。
1977年8月20日,旅行者2号离开地球。
那一年,第一台Apple II刚刚上市,《星球大战》第一部才上映不久。将近49年过去,当年为探索外太阳系而制造的这台探测器,居然还在工作。
不过,它现在面临的问题已经不是还能飞多远,而是一个听上去非常日常的难题——它快没电了。
NASA原本预计,旅行者2号可能需要在2026年再次关闭一台科学仪器。但最近,工程师完成了一次被团队称为“Big Bang”的供电调整,把一些耗电设备关闭或替换成更低功耗的方案。按照最新报道,这次操作让它目前仅剩的3台科学仪器有望全部继续运行至少一年。
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在星际空间,太阳能已经帮不上忙了。
旅行者2号如今距离太阳大约143个天文单位。1个天文单位就是地球到太阳的平均距离,约1.5亿公里。也就是说,它已经飞到了距离太阳超过210亿公里的地方。
这么远的位置,太阳光实在太微弱,因此旅行者系列从一开始就没有依靠太阳能电池板,而是携带了3台放射性同位素热电机,也就是RTG。
它的原理并不复杂,钚-238会自然衰变并释放热量,热电装置再把其中一部分热量转化成电能。它没有普通电池那样明显的瞬间断电,却会随着时间一年比一年弱。
NASA资料显示,两艘旅行者号目前每年大约都会损失4瓦电力。
4瓦有多少?
还不够点亮一只常见的LED灯泡。
可对于一艘已经把功耗压缩到极限的老飞船来说,这几瓦电可能决定一台科学仪器还能不能继续开机。
能关的东西,其实已经关得差不多了。
旅行者2号发射时带有10台科学仪器。早年飞越木星、土星、天王星和海王星后,一些主要服务于行星探测的设备逐渐结束任务。最近几年,为了省电,NASA又不得不继续做减法。
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2024年9月,等离子体科学仪被关闭,2025年3月,低能带电粒子仪也停止科学工作。目前仍运行的主要是宇宙射线探测器、磁强计和等离子体波系统。
原本,宇宙射线探测器很可能就是下一个被关闭的对象。
但NASA工程师不太愿意这么做。
原因很简单,旅行者2号已经进入星际空间。它和旅行者1号是目前仅有的两艘能够直接在日球层之外工作的航天器。这里的星际空间并不意味着它已经飞到另一颗恒星附近,而是指它已经穿过日球层顶,进入太阳风无法继续主导的区域。旅行者1号于2012年进入这里,旅行者2号则是在2018年。
所以今天旅行者号传回的每一组磁场、等离子体和宇宙射线数据,都来自一个其他探测器尚未抵达的环境。
这也是NASA宁愿想办法从各种设备里一瓦一瓦地抠电,也希望科学仪器尽可能晚一点关闭的原因。
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最难的不是省电,而是不能冻坏。
事情还有一个麻烦之处。旅行者2号并不是把所有加热器一关,就能轻松省下一大笔电。某些关键部件如果温度过低,推进系统燃料管路可能冻结,天线指向能力也可能受到影响。一旦失去朝向地球的能力,这艘探测器即使还有电,数据也送不回来。
因此,工程师必须在耗电、温度和可靠性之间反复计算,哪些设备还能关?哪些加热器可以换成低功耗方案?减少几瓦以后,会不会让另一个关键部件冷到失效?
更特别的是,这是一场发生在约210亿公里之外的远程维修。
按照目前的距离,从地球发出的无线电信号抵达旅行者2号需要接近20小时。也就是说,工程师发出一条指令后,无法像调试电脑一样马上知道结果,往往要经过接近两天,才能完成一次指令与反馈的往返。
每一个操作,都得格外谨慎。
旅行者2号真正令人惊叹的地方,也许已经不只是它飞得有多远。
一台1970年代设计的机器,在木星和土星旁掠过,成为人类唯一近距离访问过天王星和海王星的探测器,又穿过日球层进入星际空间,直到半个世纪后的今天,人们还在想办法为它节省几瓦电,让它再多工作一年。
对于一项原计划只有几年主要任务期的深空探测任务来说,这一年当然不算短。
因为在旅行者2号所在的地方,人类每多获得一天数据,都是此前从未有人抵达过的宇宙。
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