人类的先行者:旅行者1号的远程“刷机”

爱玩的蛋哥 2024-12-04 09:57:48
一、旅行者 1 号

旅行者 1 号探测器已飞行超过 47 年,是目前仅有的两艘在星际空间运行的航天器之一。它于 1977 年 9 月 5 日发射升空,最初目标是探测木星、土星、天王星和海王星。随着时间的推移,旅行者 1 号在完成对木星和土星的探测任务后,由于特定的轨道要求,新增加了重点探测土卫六的任务,并在完成后直奔太阳系边缘。

如今,旅行者 1 号已在星际空间中飞行了多年,随着其老化,技术问题的频率和复杂性都在增加。探测器依靠衰变钚产生的热量转化为电能,但每年会损失约 4 瓦的功率。五年前,NASA 团队开始关闭非关键系统以节省能源,包括部分科学仪器的加热器。然而,令人惊讶的是,即使在低于测试温度的环境下,这些仪器仍然能够继续工作。

在漫长的太空旅行中,旅行者 1 号也曾遭遇过各种意想不到的问题和通信故障。最近一次,在 2024 年 10 月,NASA 的深空网络向旅行者 1 号发送指令后,探测器未作出回应,随后确认因故障保护系统自动进入了省电模式,关闭了主要的 X 波段无线电发射器,切换至了功率较低的备用 S 波段无线电发射器。由于该航天器距离地球约 249 亿公里,这一故障导致任务团队无法下载科学数据和航天器工程状态信息。

二、“刷机” 事件经过

故障发生

2024 年 10 月 16 日,NASA 的深空网络向 “旅行者 1 号” 发送指令开启加热器,然而旅行者 1 号未作出回应。随后确认探测器因故障保护系统自动进入省电模式,关闭主要的 X 波段无线电发射器,切换至备用 S 波段无线电发射器。

恢复过程

美国宇航局于 11 月第 3 周恢复四台运行中的科学仪器的正常数据收集工作。首先,任务团队对探测器进行了深入分析和诊断,确定了恢复计划。他们重新激活 X 波段发射器,这一过程需要精确的操作和耐心等待。经过一系列复杂的操作和调试,探测器的系统逐渐稳定下来。接着,进行最后的系统重置工作,确保各个部件都能正常运行。最终,“旅行者 1 号” 成功恢复和地面通信,再次为人类探索星际空间提供宝贵的数据。

三、为何要刷机

推进器作为探测器对准地球高增益天线的关键设备,在旅行者号探测器的运行中起着至关重要的作用。然而,每次推进器点火都会在系统中留下残留物,这些残留物缓慢而稳定地积聚,可能会堵塞燃料管道,一旦燃料管道堵塞,探测器将无法正常工作。

为了避免旅行者号探测器出现类似故障,NASA 进行了远程 OTA 更新的试验和 “刷机” 程序。首先,对距离地球大约 120 亿英里的旅行者号探测器进行补丁测试,如果一切按计划进行,将把补丁发送到更远距离上的旅行者 1 号。此次更新的主要目的是为了避免重蹈旅行者 1 号的覆辙,通过延长推进器的点火时间来保持其姿态稳定。尽管此次更新会导致一些数据丢失,但从长远来看会获得更多的数据。此外,这个补丁还修复了一个问题,即 2022 年导致旅行者 1 号的姿态调节和控制系统误传指令的故障。

通过这些措施,不仅可以解决推进器老化问题,还能提高系统的稳定性和可靠性。对于科学家们来说,这些数据收集与传输任务非常重要,因为它们可以帮助我们更好地了解太阳系中的天体以及宇宙的历史。

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