Приборы «Вояджера-2» проработают дольше благодаря новой энергетической стратегии

Согласно плану, научные приборы «Вояджера-2» будут работать на несколько лет дольше, чем предполагалось ранее, что позволит сделать еще больше открытий в межзвездном пространстве.

Запущенный в 1977 году космический аппарат «Вояджер-2» находится на расстоянии более 20 миллиардов километров от Земли. Он использует пять научных приборов для изучения межзвездного пространства. Чтобы поддерживать работу этих приборов, несмотря на уменьшение подачи энергии, стареющий космический корабль начал использовать небольшой резервный источник питания, предусмотренный в качестве части бортового механизма безопасности. Этот шаг позволит миссии отложить отключение научного прибора до 2026 года.

«Вояджер-2» и его близнец «Вояджер-1» – единственные космические аппараты, когда-либо работавшие вне гелиосферы, защитного пузыря из частиц и магнитных полей, генерируемых Солнцем. Зонды помогают ученым ответить на вопросы о форме гелиосферы и ее роли в защите Земли от энергичных частиц и другого излучения, встречающегося в межзвездной среде.

Оба зонда «Вояджер» питаются от радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РТГ), которые преобразуют тепло от распадающегося плутония в электричество. Непрерывный процесс разложения означает, что генератор с каждым годом вырабатывает немного меньше энергии. Пока что снижение энергоснабжения не повлияло на научные результаты миссии, но, чтобы компенсировать потери, инженеры отключили обогреватели и другие системы, которые не являются необходимыми для поддержания полета космического корабля.

Поскольку на «Вояджере-2» эти возможности были исчерпаны, следующим в списке был один из пяти научных приборов космического корабля.

В поисках способа избежать отключения научного прибора «Вояджер-2» команда более внимательно изучила предохранительный механизм, предназначенный для защиты приборов в случае значительного изменения напряжения космического аппарата. Поскольку колебания напряжения могут привести к повреждению приборов, «Вояджер» оснащен регулятором напряжения, который в таком случае запускает резервную цепь. Схема может получать доступ к небольшому количеству энергии от РТГ. Вместо того чтобы резервировать эту мощность, миссия теперь будет использовать ее для поддержания работы научных приборов.

Хотя в результате напряжение космического аппарата не будет жестко регулироваться, даже после более чем 45-летнего полета электрические системы обоих зондов остаются относительно стабильными, что сводит к минимуму необходимость в системе безопасности. Команда инженеров также может контролировать напряжение и реагировать, если оно слишком сильно колеблется.

«Переменное напряжение представляет риск для приборов, но мы определили, что это небольшой риск, а альтернатива предлагает большую выгоду в виде возможности дольше поддерживать научные приборы включенными», - сказала Сюзанна Додд, руководитель проекта. – «Мы наблюдали за космическим аппаратом в течение нескольких недель, и, похоже, этот новый подход работает».

Первоначально планировалось, что миссия «Вояджер» продлится всего четыре года, и оба зонда будут отправлены мимо Сатурна и Юпитера. НАСА продлило миссию, чтобы «Вояджер-2» смог посетить Нептун и Уран. В 1990 году НАСА снова продлило миссию, на этот раз с целью отправки зондов за пределы гелиосферы. «Вояджер-1» достиг границы в 2012 году, в то время как «Вояджер-2» достиг ее в 2018 году.