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NASA一项新的计划可以使最古老的旅行者号探测器继续前行

2019-08-16 10:44:49  阅读:5647+ 作者:责任编辑NO。杜一帆0322

图解:这幅艺术家的概念图描绘了美国宇航局的旅行者号宇宙飞船,包含宇宙射线子体系(CRS)仪器的方位。两艘旅行者号都是运用CRS仪器发射的。

经过缜密的方案和创造力的爆发,工程师们现已使美国宇航局的旅行者1号和旅行者2号宇宙飞船飞行了将近42年,比历史上任何一艘宇宙飞船都要长。为了保证这些旧式机器人持续从太空前沿传回尽可能最好的科学数据,使命工程师正在施行一项新的方案来办理它们。这就需求做出困难的挑选,尤其是在仪器和推动器方面。

其间一个要害问题是,1977年发射的两艘旅行者号,跟着时刻的推移,用于运转科学仪器和在冰冷的深空中坚持温暖的加热器的可用电力越来越少。工程师们有必要决议在这两个航天器上,哪些部件获得动力,哪些部件有必要封闭。但旅行者2号有必要比旅行者1号更早做出决议,因为旅行者2号比它的兄弟号具有更多的科学仪器来搜集数据和绘图。

经过与科学团队的广泛评论,使命办理人员封闭了旅行者2号宇宙射线子体系仪器(CRS)的加热器,作为新的电源办理方案的一部分。上一年11月,这台宇宙射线仪器在承认“旅行者2号”脱离了日光层的进程中发挥了至关重要的效果。从那以后,这两名旅行者一直在发回咱们的风与星际空间(恒星之间的空间)中活动的风相互效果的细节。

旅行者号的发现不只为人类供给了对真实未知领域的调查,并且协助咱们了解太空中能量和辐射的实质——这是维护NASA使命和宇航员的要害信息,即使是在离家更近的当地。

使命小组成员现在可以开端承认旅行者2号的宇宙射线仪器仍在回来数据,虽然温度下降到了零下74华氏度(零下59摄氏度)。这比42年前CRS测验时的温度要低(下降到零下49华氏度,或零下45摄氏度)。另一个旅行者号仪器鄙人降到测验温度以下后,也持续作业了数年。

“令人难以置信的是,旅行者号的仪器被证明是如此巩固,”在加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推动实验室作业的“旅行者号”项目经理苏珊娜·多德说,“咱们很骄傲它们饱尝住了时刻的检测。宇宙飞船的长寿命意味着咱们要面对咱们从未想过会遇到的状况。咱们将持续探究咱们所具有的每一种挑选,以便让旅行者号尽可能地进行最好的科学研讨。”

旅行者2号在穿越星际空间时,持续从5个仪器传回数据。除了宇宙射线仪器检测快速移动的粒子可以从来历来自太阳或太阳系以外,宇宙飞船还操作两种仪器,它们致力于研讨等离子体(气体原子被电离,电子自在起浮)和磁强计(丈量磁场),为了了解星际空间中的稀少云的原料。

从一系列方向中获取数据,这种低能带电粒子仪器关于研讨探测器脱离咱们的日光层的改变特别有用。因为CRS只能在某些固定的方向上调查,旅行者科学小组决议先关掉CRS的加热器。

旅行者1号于2012年8月进入星际空间,持续从它的宇宙射线仪器,以及等离子体仪器,磁力仪和低能带电粒子仪器中搜集数据。

为什么封闭加热器?

1977年,两艘旅行者号别离发射升空,现在间隔太阳超越110亿英里(180亿公里),远离太阳的温暖。工程师们有必要当心操控两个航天器的温度,以保证它们能正常作业。例如,假如驱动推动器的燃料管道被冻住,旅行者号的天线就会中止指向地球。这将阻挠工程师向航天器发送指令或接纳科学数据。所以宇宙飞船的规划是为了自我加热。

可是,运转加热器和仪器需求能量,而这在两艘航行者号上都在不断削减。

每个探测器都由三个放射性同位素热电发生器(RTGs)供给动力,RTGs经过钚238放射性同位素的天然衰变发生热量,并将热量转化为电能。因为RTGs中的钚的热能会跟着时刻的推移而下降,其内部功率也会跟着时刻的推移而下降,因而每个航天器每年的发电量会削减4瓦左右。这意味着这些发电机的发电量比它们发射近42年来的发电量削减了40%左右。

该使命的新电源办理方案探究了多种处理两艘飞船电源供给削减的方案,包含在未来几年封闭额定的外表加热器。

加快旧喷气背包

工程师们面对的另一项应战是操控一些航天器推动器的退化,这些推动器以细小的脉冲或喷流发射,以奇妙地旋转航天器。这在2017年成为一个问题,其时使命操控人员留意到旅行者1号上的一组推动器需求开释更多的气体,以坚持航天器天线指向地球。为了保证飞船可以持续坚持正确的方向,研讨小组在旅行者1号上点着了另一组推动器,这组推动器现已有37年没有用过了。

旅行者2号现在的推动器也开端退化。使命办理人员现已决议在这个月为探测器做相同的推动器开关。旅行者2号最终一次运用这些推动器(被称为轨迹批改机动推动器)是在1989年与海王星相遇的时分。

在他们休眠前还有很长的路要走

工程师们办理电力和老化部件的方案应该能保证旅行者1号和2号在未来数年内持续从星际空间搜集数据。来自旅行者号的数据持续为科学家们供给从未见过的星际空间鸿沟观测,弥补了美国宇航局的星际鸿沟探测器(IBEX),该探测器的使命是遥感该鸿沟。

美国宇航局也在预备星际测绘和加快探测器(IMAP),方案于2024年发射,以使用旅行者的观测。

“两个旅行者号探测器都在探究曾经从未去过的区域,所以每天都是一个发现的日子,”加州理工学院旅行者号项目科学家埃德·斯通(Ed Stone)说。“‘旅行者’号将持续用有关深空的新见地给咱们带来惊喜。”

旅行者号宇宙飞船是由喷气推动实验室(JPL)制作的,现在仍在运转这两艘飞船。喷气推动实验室是加州理工学院帕萨迪纳分校的一个分部。旅行者号使命是NASA太阳物理体系天文台的一部分,由坐落华盛顿的科学使命理事会的太阳物理部分资助。

参阅资

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. nasa-橙摇光

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