旅行者 1 號超 150 億英里外勇克新挑戰運行

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美國國家航空航天局（NASA）的工程師們已經成功恢復了與旅行者 1 號的聯繫這一情況，在其不斷減少的電源導致長達數週的停電後，該航天器運行正常。

這個問題始於 10 月，當時老化的探測器自動從其主要的 X 波段無線電發射器進行切換，並開始依靠弱得多的 S 波段無線電發射器與地球上的任務團隊進行通信。作爲距離地球最遠的航天器，旅行者 1 號目前正在約 154 億英里（249 億公里）之外的未知領域進行探索。

當任務團隊發送命令打開其中一個加熱器後，探測器的計算機確定旅行者 1 號電力不足，於是探測器自動進行了發射器切換。

這一意外變化致使工程師們近一個月都無法接收有關旅行者 1 號狀態的信息以及航天器儀器所收集的科學數據。

經過一些巧妙的問題解決方式，該團隊於 11 月中旬成功將旅行者 1 號切換回其 X 波段無線電發射器，並再次接收其每日的數據流。

“這些探測器原本從未被設計成如此運行，”加利福尼亞州帕薩迪納市美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的旅行者號任務經理卡里姆·巴達魯丁在一封電子郵件中說。“謝天謝地，他們得以從這個問題中恢復，還學到了一些東西。”

但這只是近年來任務團隊不得不面對的諸多挑戰中的一個，因爲旅行者 1 號及其孿生探測器旅行者 2 號在發射 47 多年後，仍在不斷挑戰極限，探索太空。

這兩個探測器於 1977 年相隔幾周發射，其最初的任務是在四年內飛越太陽系中的最大行星，然而它們的運行時間遠遠超出了最初設定的任務期限。

現在，它們身處星際空間，是唯一在日球層之外運行的航天器。日球層是太陽的磁場和粒子所形成的泡，其範圍遠遠超出了冥王星的軌道。

據美國國家航空航天局所述，兩個航天器均由衰變鈈產生的熱量轉化而成的電能提供動力。每年，探測器大約會損失 4 瓦的功率，這相當於一個小型節能燈泡。

“我們早就知道（在飛船上）兩艘旅行者號的能量在一段時間內一直在耗盡，”巴達魯丁說。“今年，這迫使該任務 關閉了旅行者 2 號上的一臺科學儀器。但這些探測器的持續時間遠遠超過了任何人的預期，我們能從它們身上榨取最後一點能量（和科學成果！），這太令人驚歎了。”

大約五年前，任務團隊開始關閉那些對探測器飛行並非關鍵的任何系統。其中一些系統包括旨在使科學儀器保持在正確溫度下運行的加熱器。

但令他們驚訝的是，所有儀器都一直在工作，即使在比幾十年前測試時更低的溫度下也是如此。

旅行者號任務保障經理布魯斯·瓦格納（Bruce Waggoner）於 11 月告知美國有線電視新聞網（CNN），工程師偶爾會向旅行者 1 號發送命令，打開其一些加熱器，併爲幾十年來遭受輻射損傷的部件加熱。他說，熱量有助於逆轉輻射損傷，輻射損傷會降低航天器部件的性能。

但在 10 月 16 日發送給加熱器的命令觸發了航天器的自主故障保護系統。如果航天器消耗的功率超過應有的功率，故障保護系統會自動關閉非必要的系統以節省能量。10 月 18 日，當團隊無法檢測到航天器的響應信號時，發現了最新的問題。

鑑於旅行者號探測器除科學儀器外，已將所有非必要系統關閉

故障保護系統關閉了 X 波段發射機，切換至 S 波段發射機，原因是後者功率消耗更低

旅行者 1 號已使用 X 波段發射機達數十年之久，然而 S 波段自 1981 年起就未曾使用，因其信號遠比 X 波段微弱

該團隊必須先找到微弱的 S 波段信號，方可恢復與航天器的可靠通信

任務團隊於 11 月 7 日成功命令旅行者 1 號恢復使用 X 波段發射機，並於 11 月 18 日那周開始收集科學數據，同時他們正在積極重置用於同步旅行者號三臺計算機的系統

旅行者號團隊擁有計算機模型，以幫助他們預測航天器的加熱器和儀器預計的功率消耗

但打開一個加熱器就觸發故障保護系統這一事實向團隊表明，探測器的未來比他們所意識到的更具不確定性

“這意味着團隊用以計算可用電量（從而計算能夠運行多少系統/儀器）的虛擬模型存在不確定性，並且/或者在當前任務的工作層面上不完整，通常涉及的餘量不足一瓦特。”巴達魯丁說道。

“過去有少量電力儲備可應對這種情況，但今年早些時候，團隊選擇動用該儲備以使科學儀器運行更久。”

旅行者號探測器最初每個都配備了 10 種科學儀器。

由於在航天器完成對木星和土星的飛越後，某些工具不再被需要，所以 1990 年旅行者 1 號上的某些儀器被關閉以節省能源。

現在，每個航天器上僅有四個儀器在運行，它們被用於研究被稱爲等離子體的帶電氣體、星際空間中的磁場和粒子，旅行者號探測器是唯一探索這片未知領域的航天器。

旅行者 1 號及其孿生探測器通過深空網絡（地球上的一個無線電天線系統）持續發回科學數據，每天約有六至八個小時的探測器探測結果得以返回。

數據不在船上存儲，所以在發射器出現問題期間，旅行者 1 號發送回家的任何東西都丟失了。

“然而，旅行者號現在所從事的科學工作實際上關乎大局和長期觀測，所以團隊不太在意這次的中斷。”巴達魯丁說。

“更大的問題在於，在當前可用的電力狀況下，我們能讓科學儀器運行多長時間。”