NASA關閉旅行者號兩臺科學儀器以延長任務壽命

藝術家描繪的NASA旅行者號探測器概念圖。這對孿生探測器于1977年發射升空。

圖片來源：NASA/JPL-Caltech

美國南加州NASA噴氣推進實驗室的工程師團隊于2月25日關閉了旅行者1號的宇宙射線子系統實驗，并將于3月24日關閉旅行者2號的低能帶電粒子儀器。每艘探測器仍將保留三臺科學儀器持續運行。這一舉措是應對這對探測器逐漸衰減的能源供應而實施的持續性管理方案。

1977年發射的旅行者1號和2號探測器依靠放射性同位素熱電機供電，這種裝置通過钚衰變產生的熱量發電。兩臺探測器每年損失約4瓦的電力。

"旅行者號自發射以來一直是深空探測領域的明星，我們希望盡可能延長它們的使命，"噴氣推進實驗室旅行者項目經理蘇珊娜·多德（Suzanne Dodd）表示，"但電力正在逐漸耗盡。如果我們現在不為每艘旅行者號關閉一臺儀器，可能僅剩幾個月的電力就要宣布任務終結。"

兩臺探測器各搭載了10臺相同的科學儀器。其中部分專為行星飛越期間收集數據設計的設備，在完成對太陽系氣態巨行星的探索后已陸續關閉。

在最后一次行星飛越后仍保持運行的儀器，是科學團隊認為對研究太陽風層（由太陽產生的太陽風和磁場構成的保護性氣泡）和星際空間（太陽風層之外的區域）至關重要的設備。旅行者1號于2012年抵達太陽風層邊緣并進入星際空間；旅行者2號于2018年到達該邊界。目前尚無其他人造航天器在星際空間運行。

2023年10月，為節約能源，項目組關閉了旅行者2號的等離子體科學儀器。該設備用于測量等離子體（帶電原子）的密度和流動方向。由于儀器朝向與星際空間等離子體流動方向存在角度偏差，近年僅能收集有限數據。旅行者1號的同類儀器因性能下降已于數年前關閉。

星際科學遺產

上周在旅行者1號上關閉的宇宙射線子系統包含三臺望遠鏡，用于通過測量能量和通量來研究宇宙射線（包括來自銀河系和太陽的質子）。這些望遠鏡的數據幫助科學團隊確定了旅行者1號脫離太陽風層的具體時間和位置。

計劃本月晚些時候停用的旅行者2號低能帶電粒子儀器，可測量源自太陽系和銀河系的各種離子、電子及宇宙射線。該儀器由兩個子系統組成：負責廣域能量測量的低能粒子望遠鏡，以及專注于磁層研究的低能磁層粒子分析儀。

兩個系統均采用旋轉平臺實現360度視野，由步進電機驅動，每192秒提供15.7瓦的脈沖。該電機經過50萬步測試——足以保證在1980年8月土星飛越任務中持續運行。當旅行者2號該儀器停用時，電機已完成超過850萬步運作。

"旅行者探測器早已超越最初探索外行星的任務目標，"NASA總部旅行者項目科學家帕特里克·科恩（Patrick Koehn）表示，"此后收集的每一點數據不僅為太陽物理學提供了寶貴補充，更是對始于近50年前并延續至今的卓越工程設計的見證。"

減法增效

由于旅行者雙星探測器收集的科學數據具有不可替代性，任務工程師盡可能延長儀器運行時間。通過關閉這兩臺儀器，探測器將獲得維持約一年運行的電力儲備，之后團隊才需要關閉其他設備。

在此期間，旅行者1號將繼續運行磁強計和等離子體波子系統。其低能帶電粒子儀器將運行至2025年底，計劃明年關閉。

旅行者2號在可預見的未來將保持磁場和等離子體波儀器的運行。其宇宙射線子系統計劃于2026年關閉。

實施該節能方案后，工程師預計兩艘探測器至少能保持一臺科學儀器運行至2030年代。但團隊也清醒認識到，已在深空運行47年的探測器可能面臨意外挑戰，實際運行時間或將縮短。

遙遠征程

旅行者1號和2號仍保持著人類制造最遙遠物體的紀錄。旅行者1號距離地球超過150億英里（250億公里），旅行者2號距地球逾130億英里（210億公里）。

2025年3月6日，旅行者1號和2號的狀態

Credit:NASA

由于距離極其遙遠，地球發出的無線電信號需要23小時才能抵達旅行者1號，與旅行者2號的通信延遲也達19.5小時。

"旅行者號每時每刻都在探索前無航天器涉足的領域，"噴氣推進實驗室旅行者項目科學家琳達·斯皮克（Linda Spilker）表示，"這意味著每一天都可能是最后時刻，但也可能帶來新的星際發現。因此我們正在竭盡所能，確保這對開拓者能在最長時限內延續其開創性探索。"

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