La Voyager della NASA farà più scienza con una nuova strategia energetica

Jul 11, 2023

Nota dell'editore: il 1° maggio è stata aggiunta una frase nel secondo paragrafo per sottolineare che la missione continuerà anche dopo il ritiro di uno strumento scientifico.

Il piano manterrà gli strumenti scientifici di Voyager 2 accesi qualche anno in più rispetto a quanto previsto in precedenza, consentendo ancora più rivelazioni dallo spazio interstellare.

Il modello di prova della Voyager, mostrato in una camera del simulatore spaziale al JPL nel 1976, era una replica delle sonde spaziali gemelle Voyager lanciate nel 1977. La piattaforma di scansione del modello si estende a destra, sostenendo molti degli strumenti scientifici della navicella nella loro posizione dispiegata. posizioni.

Lanciata nel 1977, la navicella spaziale Voyager 2 si trova a più di 20 miliardi di chilometri dalla Terra e utilizza cinque strumenti scientifici per studiare lo spazio interstellare. Per aiutare a mantenere operativi questi strumenti nonostante una fornitura di energia in diminuzione, il vecchio veicolo spaziale ha iniziato a utilizzare un piccolo serbatoio di energia di riserva accantonato come parte di un meccanismo di sicurezza a bordo. La mossa consentirà alla missione di posticipare la chiusura di uno strumento scientifico fino al 2026, anziché quest’anno.

Spegnere uno strumento scientifico non porrà fine alla missione. Dopo aver spento uno strumento nel 2026, la sonda continuerà a far funzionare quattro strumenti scientifici fino a quando il calo dell’alimentazione non richiederà lo spegnimento di un altro. Se Voyager 2 rimane in buone condizioni, il team di ingegneri prevede che la missione potrebbe potenzialmente continuare negli anni a venire.

Voyager 2 e la sua gemella Voyager 1 sono gli unici veicoli spaziali ad aver mai operato al di fuori dell'eliosfera, la bolla protettiva di particelle e campi magnetici generati dal Sole. Le sonde stanno aiutando gli scienziati a rispondere a domande sulla forma dell’eliosfera e sul suo ruolo nel proteggere la Terra dalle particelle energetiche e da altre radiazioni presenti nell’ambiente interstellare.

"I dati scientifici restituiti dalle navi della Voyager diventano più preziosi quanto più si allontanano dal Sole, quindi siamo decisamente interessati a mantenere in funzione il maggior numero di strumenti scientifici il più a lungo possibile", ha affermato Linda Spilker, scienziata del progetto Voyager presso Jet Propulsion della NASA. Laboratorio nel sud della California, che gestisce la missione per la NASA.

Entrambe le sonde Voyager si alimentano con generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG), che convertono il calore del plutonio in decomposizione in elettricità. Il processo di decadimento continuo fa sì che il generatore produca leggermente meno energia ogni anno. Finora, il calo dell’energia elettrica non ha influito sui risultati scientifici della missione, ma per compensare la perdita, gli ingegneri hanno spento i riscaldatori e altri sistemi che non sono essenziali per mantenere il veicolo spaziale in volo.

Ciascuna delle sonde Voyager della NASA è dotata di tre generatori termoelettrici di radioisotopi (RTG), incluso quello mostrato qui. Gli RTG forniscono energia al veicolo spaziale convertendo il calore generato dal decadimento del plutonio-238 in elettricità.

Con queste opzioni ormai esaurite sulla Voyager 2, uno dei cinque strumenti scientifici della navicella era il prossimo sulla loro lista. (La Voyager 1 sta utilizzando uno strumento scientifico in meno rispetto alla sua gemella perché uno strumento si è guastato all'inizio della missione. Di conseguenza, la decisione se spegnere uno strumento sulla Voyager 1 non arriverà fino al prossimo anno.)

Alla ricerca di un modo per evitare lo spegnimento di uno strumento scientifico della Voyager 2, il team ha esaminato più da vicino un meccanismo di sicurezza progettato per proteggere gli strumenti nel caso in cui la tensione del veicolo spaziale – il flusso di elettricità – cambi in modo significativo. Poiché una fluttuazione di tensione potrebbe danneggiare gli strumenti, Voyager è dotato di un regolatore di tensione che attiva un circuito di backup in tale evento. Il circuito può accedere a una piccola quantità di energia dall'RTG riservata a questo scopo. Invece di riservare quel potere, la missione lo utilizzerà ora per mantenere operativi gli strumenti scientifici.

Anche se di conseguenza la tensione della navicella non sarà regolata in modo rigoroso, anche dopo più di 45 anni di volo, i sistemi elettrici su entrambe le sonde rimangono relativamente stabili, riducendo al minimo la necessità di una rete di sicurezza. Il team di ingegneri è anche in grado di monitorare la tensione e di rispondere se fluttua troppo. Se il nuovo approccio funziona bene per Voyager 2, il team potrebbe implementarlo anche su Voyager 1.