NASAはボイジャーが順調に前進することを望んでおり、ソフトウェアを修正する時期が来た – Ars Technica

46 年間の深宇宙滞在により、NASA の双発宇宙船ボイジャーは大きな被害を受けました。 古いコンピュータが混乱を招く動作をしたり、ドライブが摩耗したり、燃料ラインが詰まったりすることがあります。 科学機器の約半数はデータを表示しなくなり、出力レベルも低下しています。

しかし、NASAのジェット推進研究所でボイジャー計画に取り組んでいる少数の技術者と科学者のチームは、星間空間を飛行する2機の宇宙船、宇宙の影響を超えた膨大な量の希釈ガスからあらゆる生命を絞り出すための措置を講じている。 。 太陽の太陽風。

「これらは、ミッションの寿命を延ばすために我々が取ろうとしている措置だ」とJPLのボイジャープロジェクトマネージャー、スーザン・ドッド氏はArsとのインタビューで語った。

ボイジャーの機器は、宇宙の経路、磁場、星間空間のプラズマ環境を研究します。 彼らはもう写真を撮りません。 両方の探査機は、太陽から放出された粒子が星間物質に流れ込む太陽圏を超えて移動しました。

「これら2機の探査機は今も運用されており、他に類を見ない貴重な科学データを提供しており、データが得られる日が増えるごとに祝福が得られます」とドッド氏は語った。

しかし、宇宙船のエンジニアは冗長性を好みますが、ボイジャーにバックアップを用意する余裕はもうありません。 これは、宇宙船のどのセクションでも、1 つの部品が故障するとミッションが停止する可能性があることを意味します。

「両方の宇宙船にあるものはすべて 1 つのチェーンです」とドッド氏は言いました。 「もうバックアップ機能は残っていない。場合によっては、デバイスを稼働し続けるためだけに、電力を節約するために電源をオフにすることもある。」

120億マイル以上離れた場所から問題を解決する

週末にかけて、JPL地上管制官はボイジャー2号にソフトウェアパッチを添付する計画を立てていた。これは地上チームがボイジャー1号に同じパッチを送り、搭載コンピューターの1つの問題を修正する前のテストだ。 この問題は 2022 年に初めて発生しました。そのときエンジニアは、ボイジャー 1 号宇宙船の誘導を担当するコンピューターが、正常に動作しているにもかかわらず、歪んだステータス レポートを送信していることに気づきました。 コンピューターが何らかの原因で間違ったモードに入ったことが判明しました。 NASAによると。

管理者らは、地球から離れて星間空間を飛行中のボイジャー 1 号にパッチを送信する前に、ボイジャー 2 号でパッチを試したいと考えていました。 これにより、科学者にとってボイジャー 1 号を取り巻く環境の観察はさらに価値のあるものになります。

一方、エンジニアは両方のボイジャー宇宙船のスラスターを操作するための新しいシステムを考案しました。 これらの小型ロケット モーターは独立して打ち上げられ、各探査機のメイン アンテナを地球に向けておくために不可欠です。 ヒドラジン燃料をスラスターに供給する細いラインに推進剤の残留物が蓄積しています。 NASAは、一部のラインで蓄積が「顕著になった」ため、技術者らは過去数週間に探査機に新しいコマンドを送り、スラスターを発射する前に探査機が各方向にもう少し回転できるようにしたと述べた。

これにより、宇宙船の打ち上げ回数が減り、打ち上げ時間が長くなり、そのたびに燃料ライン内の残留物が増加します。 この変更のマイナス面は、地球に送り返された科学データが時々失われる可能性があることだが、地上チームは時間の経過とともに、この計画によりボイジャーは時間の経過とともにより多くのデータを返送できると結論づけたとNASAは述べた。

これらの措置により、技術者らは燃料入口チューブが少なくともあと5年間は完全に詰まることはないと予想しており、NASAは「おそらくそれよりも長い期間」と述べた。 エンジニアがスラスターの寿命を延ばすために試せることは他にもあります。

JPLのボイジャープロジェクトサイエンティスト、リンダ・スピルカー氏は声明で、「ミッションの現時点で、エンジニアリングチームは戦略表のない多くの課題に直面している」と述べた。 「しかし、彼らは創造的な解決策を考え出し続けています。」

ドッド氏はアルスに対し、推進力の問題がボイジャー宇宙船が直面している最も深刻な問題である可能性が高いと語った。 2017年、ボイジャーの主力ジェットロケットに劣化の兆候が見られたため、技術者らはボイジャーの探査機を推進装置のバックアップセットに改造し始めた。 両方の車両は現在、方向を制御するために完全に冗長な推進力で走行していますが、燃料はあと 10 ～ 15 年は十分に残っています。

ボイジャー探査機は 1977 年に 2 週間間隔で打ち上げられ、太陽系外の異なる経路をたどりました。 ボイジャー 1 号は木星と土星のそばを飛行し、その後星間空間への高速航路をとりましたが、ボイジャー 2 号は外周の旅で木星、土星、天王星、海王星に遭遇しました。

どちらの宇宙船も、プルトニウムの崩壊によって発生する熱を電気に変換する核電池を動力源としています。 ドッド氏によると、発電量は毎年わずかに減少しており、年間4ワット減少しており、最終的には重要な宇宙船システムに十分な電力を生成できなくなるという。 この10年代後半、当局はボイジャーの科学機器を一つずつ廃止しなければならないシナリオを予想している。

しかし、一般に、電力状況は安定しており、予測可能です。 今年初め、技術者らはボイジャー2号の電圧レギュレーターをバイパスして、宇宙船がより多くの電力を消費できるようにした。 この決定は、地上管制官がボイジャー2号に残る5つの科学機器のうちの1つを2026年まで停止する必要がないことを意味するが、これまでは年内に1つの機器が停止されると予想されていた。 ドッド氏によると、地上のチームはボイジャー1号でも同様のことを行う予定だが、ボイジャー1号にはアクティブな計器が4つしかないため、消費エネルギーが少なくなるという。

電力事情だけを見れば、ボイジャーは 2030 年まで、あるいはプルトニウム電源の崩壊により NASA がすべての科学機器の停止を余儀なくされるまで、おそらくもう少し長く存続するはずです。

「送信機は約200ワットの電力を消費するので、その電力レベルに到達したら、ミッションは終了します」とドッド氏は語った。

たとえ活動を停止しても、NASA のボイジャーは星に到達し続けます。

「電力が尽きる前に、多くのものが壊れる可能性があります」と彼女はArsに語った。 「この推進力の問題が発生したのと同じように、他にも多くの問題が発生し、ミッション失敗の原因となる可能性があります。」

距離があるため、ボイジャーは NASA の深宇宙ネットワークの最大の 230 フィート (70 m) パラボラアンテナを介して通信するか、宇宙船から来る微弱な信号を検出するためにいくつかの小さなアンテナをつなぎ合わせることによってのみ通信できます。 ボイジャー1号は 現在位置 地球からは 150 億マイル (240 億キロメートル) 以上離れており、冥王星の平均距離の約 4 倍です。 ボイジャー 2 号は数十億マイル離れています。

ドッド氏によると、NASAは今でも毎日ボイジャーと通信を行っているという。 しかし、それはすべて「フルタイム相当」の従業員十数名からなる小規模なチームによって行われており、ボイジャーに完全に専念しているのはそのうちの約半数だけです。 他の NASA プロジェクトと時間を共有する人もいます。

46 年間の宇宙滞在を経て、ボイジャーは NASA の最も長寿のミッションであり、太陽系の外縁を探索するという長寿に達したという事実は、彼らの功績をさらに印象深いものにしています。

「彼らは多くの問題を克服しました、そしてエンジニアたちはそれらの問題を克服するのに非常に賢明でした」とドッド氏は言いました。 「今の焦点は、50人を集めて可能な限り最大のパーティーを開くことだと思います。」