NASAのボイジャーは新たな電力戦略でより多くの科学を行う

Jul 11, 2023

編集者注: 科学機器が引退した後もミッションは継続されることを強調するために、5 月 1 日に第 2 段落に文言が追加されました。

この計画により、ボイジャー2号の科学機器は以前の予想よりも数年間長く稼働し続けることになり、星間空間からさらに多くの発見が可能になる。

1976 年に JPL の宇宙シミュレータ室で公開されたボイジャーの実証試験モデルは、1977 年に打ち上げられた双子のボイジャー宇宙探査機のレプリカでした。モデルのスキャン プラットフォームは右側に伸びており、展開された宇宙船の科学機器のいくつかを保持しています。ポジション。

1977 年に打ち上げられたボイジャー 2 宇宙船は、地球から 120 億マイル (200 億キロメートル) 以上離れたところにあり、5 つの科学機器を使用して星間空間を研究しています。 電力供給が低下してもこれらの機器を動作させ続けるために、老朽化し​​た宇宙船は、搭載された安全機構の一部として確保されたバックアップ電力の小さな貯蔵庫を使い始めました。 この動きにより、ミッションは科学機器の停止を今年ではなく2026年まで延期できるようになる。

科学機器のスイッチを切ってもミッションは終了しません。 2026年に1台の科学機器を停止した後、探査機は電力供給の低下により別の機器の電源を切る必要があるまで、4台の科学機器の動作を継続する。 エンジニアリングチームは、ボイジャー2号が健全な状態を保てれば、ミッションは今後何年も継続できる可能性があると予想している。

ボイジャー 2 号とその双子のボイジャー 1 号は、太陽が生成する粒子と磁場の保護泡である太陽圏の外で運用された唯一の宇宙船です。 この探査機は、科学者が太陽圏の形状と、星間環境にある高エネルギー粒子やその他の放射線から地球を守る役割に関する疑問に答えるのに役立っています。

NASAのジェット推進部門でボイジャーのプロジェクトサイエンティストを務めるリンダ・スピルカー氏は、「ボイジャーが返す科学データは、太陽から遠ざかるほど価値が高まるため、私たちはできるだけ多くの科学機器をできるだけ長く稼働し続けることに間違いなく関心を持っています」と述べた。 NASAのミッションを管理する南カリフォルニアの研究所。

どちらのボイジャー探査機も、崩壊するプルトニウムからの熱を電気に変換する放射性同位体熱電発電機 (RTG) で電力を供給します。 継続的な減衰プロセスは、発電機が毎年わずかに少ない電力を生成することを意味します。 これまでのところ、電力供給の低下はミッションの科学成果に影響を与えていないが、損失を補うために技術者らは宇宙船の飛行維持に不可欠ではないヒーターやその他のシステムを停止した。

NASA のボイジャー探査機にはそれぞれ、ここに示されているものを含む 3 つの放射性同位体熱電発電機 (RTG) が装備されています。 RTG は、プルトニウム 238 の崩壊によって生成される熱を電気に変換することにより、宇宙船に電力を供給します。

ボイジャー 2 号ではこれらの選択肢が使い果たされたため、宇宙船の 5 つの科学機器のうちの 1 つが次にリストに載っていました。 (ボイジャー 1 号は、ミッションの早い段階で機器が故障したため、双子よりも 1 つ少ない科学機器を運用しています。その結果、ボイジャー 1 号の機器の電源を切るかどうかの決定は、来年のいつかまで下されないでしょう。)

ボイジャー 2 号の科学機器の停止を回避する方法を模索するために、研究チームは、探査機の電圧 (電気の流れ) が大きく変化した場合に機器を保護するように設計された安全機構を詳しく調べました。 電圧の変動は機器に損傷を与える可能性があるため、Voyager にはそのような事態が発生した場合にバックアップ回路を作動させる電圧レギュレータが装備されています。 回路は、この目的のために確保されている RTG からの少量の電力にアクセスできます。 その力を温存する代わりに、ミッションは科学機器の動作を維持するためにそれを使用することになる。

その結果、宇宙船の電圧は厳密に規制されませんが、45 年以上飛行した後でも、両方の探査機の電気システムは比較的安定しており、セーフティネットの必要性は最小限に抑えられています。 エンジニアリング チームは電圧を監視し、変動が大きすぎる場合に対応することもできます。 新しいアプローチがボイジャー 2 号でうまく機能する場合、チームはそれをボイジャー 1 号にも実装する可能性があります。

JPL の最新ニュースを入手

JPLのボイジャープロジェクトマネージャーのスザンヌ・ドッド氏は、「可変電圧は機器にリスクをもたらすが、それは小さなリスクであると判断し、代替案は科学機器の電源をより長くオンにしておくことができるという大きな利益をもたらす」と述べた。 。 「私たちは数週間にわたって探査機を監視してきましたが、この新しいアプローチはうまく機能しているようです。」

ボイジャーのミッションは当初、土星と木星を通過する両方の探査機を送り、わずか4年間しか続かない予定だった。 NASAはボイジャー2号が海王星と天王星を訪問できるようにミッションを延長した。 これは今でも氷の巨人に遭遇した唯一の宇宙船です。 1990 年、NASA は再びミッションを延長し、今回は太陽圏の外に探査機を送ることを目的としました。 ボイジャー 1 号は 2012 年に境界に到達し、ボイジャー 2 号 (双子とは異なる方向に低速で移動) は 2018 年に境界に到達しました。

パサデナにあるカリフォルニア工科大学の一部門である JPL は、ボイジャー宇宙船を製造し、運用しています。 ボイジャーのミッションは、ワシントンの科学ミッション総局の太陽物理学部門が後援する NASA 太陽物理システム観測所の一部です。

ボイジャー宇宙船の詳細については、次のサイトをご覧ください。

https://www.nasa.gov/voyager

カーラ・コフィールド

ジェット推進研究所、カリフォルニア州パサデナ

626-808-2469

[email protected]

2023-059

太陽系 。

NASA、ヨーロッパクリッパーに乗って飛行する詩への署名を一般公開

太陽系 。

NASA、プシュケ・ミッション独立審査委員会の結論について議論へ

太陽系 。

NASAの科学者が天王星の極低気圧を初めて観測

星と銀河。

NASAのチャンドラ望遠鏡とウェッブ望遠鏡を組み合わせて視界を確保

火星。

NASAのパーサヴィアランス探査機が火星のベルバ・クレーターの眺めを撮影

太陽系 。

NASAの月面懐中電灯が地球を飛行する

系外惑星。

NASAのスピッツァー、TESSが火山に覆われた地球サイズの世界を発見

太陽系 。

NASAのジュノーミッションが木星の衛星イオに近づく

太陽系 。

NASA、いくつかの技術的成功を受けて月面懐中電灯の廃止を呼びかけ

火星。

NASAのパーサヴィアランスが火星の野生の川の記録を示す画像から

太陽系 。

宇宙トリビアの質問

画像 。

上から見た「カステル・ヘンリース」

画像 。

50便に向けて

ミッション。

スフィアレックス

ミッション。

測量士4

画像 。

カラーを追加した天王星サイクロン

画像 。

ベルバ・クレーターで見られる忍耐力

画像 。

木星の衛星イオの 4 つの JunoCam ビュー

画像 。

木星の衛星イオに近づくジュノー

画像 。

カラーと赤外線のイオ