飞行47年,距离超246亿公里,旅行者一号成功切换推进器

科学大妙想 2024-09-17 09:46:41

近日,NASA工程师成功解决了旅行者1号探测器的推进器问题,使之继续保持对准地球,以便接收指令、传输科学数据。

旅行者1号是人类历史上距离地球最远的探测器之一,自1977年发射以来,已在太空中飞行了超过47年。它于2012年进入星际空间,目前距离地球超过246亿公里。

旅行者一号(Voyager 1)是由美国国家航空航天局(NASA)研制的一个无人外太阳系空间探测器,自1977年发射以来,它已经在太空中飞行了超过47年,成为人类历史上距离地球最远的探测器之一。

旅行者一号使用三块放射性同位素温差发电机(RTG)作为动力来源,这些发电机使用钚-238作为燃料,通过衰变释放热量并转化为电能。这些发电机已经大大超出了起先的设计寿命,预计至少可以支持探测器运行到2025年。

旅行者一号配备有直径为3.7米的高增益天线,用于与地球上的深空网络站进行通信。其通信频率高达8GHz,信噪比非常高,但通信速度较慢,只有每秒160比特。

硬件配置包括Intel4004处理器,主频为0.108MHz,内存为68KB。这些硬件虽然在现代看来非常落后,但在当时却是非常先进的技术。

最近一个问题困扰科学家,那就是随着探测器的老化,其内部的燃料管因橡胶隔膜降解产生的二氧化硅副产物而堵塞,导致推进器效率降低。这一问题严重影响了旅行者1号保持对准地球的能力,进而威胁到其与地球的通信和数据传输。

旅行者1号拥有三个推进器分支,包括两个最初设计用于定位的姿态分支和一个用于在太空中改变路径的轨道校正分支。这些推进器使用液态联氨燃料,通过短暂的气体喷射来微调探测器的方向。

第一个姿态推进分支的燃料管于2002年开始堵塞,随后探测器切换到了第二个分支。然而,第二个分支也在2018年开始出现故障,导致所有定位机动都切换到了轨道校正机动分支。但随着时间的推移,轨道校正系统的这个分支也逐渐堵塞,甚至比两个姿态推进分支更严重。

面对这一困境,NASA的喷气推进实验室(JPL)决定切换回姿态推进系统。然而,由于长时间的休眠和加热器失灵导致的低温环境,直接打开推进器分支可能会对其造成损坏。因此,工程师们决定先打开其中一个加热器一个小时以预热推进器分支。这一操作成功地将旅行者1号重新指向地球,这是六年来的第一次。

成功切换推进器确保了旅行者1号能够继续与地球保持稳定的通信联系,这对于接收地球的指令和传输科学数据至关重要。

尽管旅行者一号的电源预计只能维持到2025年左右,且其仪器已经有多个失效或关闭,但科学家们仍希望它能继续为人类探索宇宙做出贡献。一旦电池耗尽,旅行者一号将继续向银河系中心前进,成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”。

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